從銀河系之外傳來了神祕的射電波,它幫助科學家解開了宇宙的一個久而未決的謎團。天文學家第一次接收到從銀河系之外發出的超短波信號,一陣陣急促的射電暴信號強烈地顯示,它們來源於銀河系以外的地方,射電暴每次持續的時間只有幾千分子一秒,射電爆每次的時間間隔大約為十秒,短瞬而急促的射電暴可能與科學家之前接收的一種未知射電信號的類型有關。弗吉尼亞州夏諾茨維爾的國家射電天文臺的斯科特·潤桑沒有參加科學團隊的觀測活動,他相信這是過去幾十年來在射電天文學領域取得的最重要的發現之一。

英國曼徹斯特大學的天文學家丹·桑頓率領了一支科學團隊,專門研究從銀河系之外傳來的射電暴信號,他們確定了銀河系外射電暴的研究課題,這是一次觀測事件帶來的啟示,2007年,一項研究報告指出,科學家接收了一種具有爆發式特徵的射電信號,在過去的幾十年,他們從遙遠的星系接收了持續時間數天、數月的射電波,然而,科學家沒有接收到從銀河系以外的地方發來的超短波射電信號。

遙遠的射電暴隱藏宇宙“迷失的重子”線索 科技 第1張

科學團隊使用了澳大利亞64米直徑的帕克斯射電望遠鏡的存檔數據,帕克斯射電望遠鏡記錄了短暫的射電暴信號,科學團隊發現,至少有4次射電暴信號來自於銀河系之外。在太空傳播的射電波穿越了電離化的物質,它們遭遇了電子粒子“海洋”的阻擾,其中的低頻率射電波降低了強度,高頻率的射電波則完整地保留下來。由於“過濾”掉低頻率的射電波,因此,高頻率的射電波以窄的、超短波的信號方式進行長遠距離傳播,地面的射電望遠鏡有可能接收到超短波的射電信號。

如果射電波在銀河系以內傳播,那麼信號的電子束在傳播到地球的過程中將發生3%到6%的信號離散,傳播的特徵強烈地顯示,4次接收的射電信號來自於太空的不同地方,信號源在銀河系之外。通過星際空間傳播的射電電子束穿行了17億到32億秒差距的距離、或55億到100億光年,超過了從地球表面到銀河系邊緣的距離。短促而明亮的射電暴可能來自於一個小的、活力十足的天體,比如:磁星,它是一個小的、緻密的中子星,它擁有高強度的磁場,射電暴信號標志了某種災難性的天文事件,比如:超新星的爆發形成中子星。

遙遠的射電暴隱藏宇宙“迷失的重子”線索 科技 第2張

中子星的形成涉及到大質量的天體和能量,然而,射電暴的起源仍然含有未知的神祕性,比如:天文學家不能夠精確地判斷,短暫、稍縱即逝的射電暴信號來自於太空的什麼地方。澳大利亞帕克斯射電天文臺的天文學家試圖搜尋射電暴的來源,在射電信號爆發的瞬間,同一個信號源的天體也許發出了明亮的光線,通過光學波段的望遠鏡來觀測它們,以光線的波長等參數為依據,科學家能夠精確地計算信號源在遙遠太空的位置。

在精確地定位射電暴的來源之後,科學家將使用離散性的數學工具來模擬射電信號在太空傳播的分佈,確定星系之間的電子束數量,以天體物理學的概念為基礎,星際間的電子數量、或電子的豐度表徵了在星際間的質子和中子數量,而質子和中子的數量等於重子的數量,科學家從而獲得了星際之間重子的數量。科學家對星際之間的重子數量懷有一種“難以割捨”的興致,確定重子的數量能夠幫助他們解決宇宙學的一個大的謎團。

遙遠的射電暴隱藏宇宙“迷失的重子”線索 科技 第3張

在早期宇宙的星系中存在重子數量的“理論分佈”、或存在一種重子數豐度的理論預期,將重子數的豐度和對今日宇宙的觀測數據進行對比,科學家在觀測數據中沒有發現期待的結果,他們在今日宇宙觀測的星系中的重子數量明顯偏低,觀測數據不能印證理論的預期、或理論計算的數據與實際觀測的數據出現了很大的差別,或者理論的計算有偏差,或者實際的觀測有偏離。通過對新型射電暴的觀測和分析,科學家重新確認星系中迷失的重子物質,確定它們在什麼地方迷失了,宇宙學的一大謎團也許潛藏在遙遠的射電波之中。《科學》雜志介紹了科學團隊的觀測成果。

遙遠的射電暴隱藏宇宙“迷失的重子”線索 科技 第4張

(編譯:2013-7-7)

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