其實我們對於使用星際物質色散的方法測量距離對於距離的估計非常非常非常的粗略。

到目前,我們對於深空天體的方位角測量可以非常精確,下圖是MWA的全天空射電圖感受一下

因為有VLA這類長基線干涉,角解析度已經可以做的非常高了。

包括nature上這篇文章發現15億光年外信號(A second source of repeating fast radio bursts )這個工作里的精度,也是達到了4角分(arcmin),什麼概念呢,手臂伸直,所看到食指指甲蓋的寬度對應的角度大概是60arcmin。

但是距離估計的不確定性,就非常大了,只能說是約摸估計。

因為到目前位置還沒有非常好的估計距離的方法,用的還是十九世紀的方法,用星際物質色散來測距離。這種方法假設天體活動瞬間產生了很寬頻帶的輻射,包含各個頻率,這些頻率的光穿越星際到達地球被我們觀測到。在這個過程中,這些頻率的電磁波的光程並不是相等的。

宇宙中99%的空間里充滿了等離子體。

電磁波在等離子體中傳播的時候光速並不完全等於光速,因為是在介質中傳播。

在稀薄等離子體中,電磁波有如下色散關係:

omega^2 = omega_p^2 +k^2c^2

其中 omega_p 是等離子體的郎繆頻率,由這個公式可以得出電磁波在等離子體中傳播的群速度:

v_g approx c(1-frac{omega_p^2}{2omega^2})

因為稀薄等離子體的郎繆頻率很低,所以群速度會略微低於光速,頻率月底受色散越嚴重。

這些不同頻率的波到達地球的頻率不同就得到了我們所測得的快速射電爆頻譜:

頻率漂移。

測距離的方法就是通過這個拼率漂移來算這個波在路上一共被多少柱密度的等離子體色散了,然後通過背景柱密度的模型來估計距離,所以距離的估計非常受觀測儀器,所用模型,考慮紅移的方式等因素的影響。

因此,這個距離的數量級是有意義的

但是數字大小的意義不大。


非常抱歉,謝 @劉博洋 指正,我的答案中出現了2處錯誤。

①首先,這個是不正確的:

而FRB180817附近的FRB來自於(J2000)R.A.赤經13h16m左右,赤緯55°左右。

正確表達:

FRB180817則是13個不同源頭的FRB事件,其中的FRB180804展現出了重複性 (repeated bursts),在2個多月里,在同一方位附近湧現了6次重複burst,這一源頭位於(J2000)R.A.赤經04h22m,赤緯73°左右

(而並非FRB180817的13次全部同源)

②其次,這3個FRB事件之間,據文章所說,是有一定相似性的,應該尚在研究中,我過早給出定論說沒有科學家指出有相似性。


非相關專業,僅感興趣,仔細調查了下事件涉及到的幾次FRB,得出了幾個結論:

0. 先說總的結論,具體分析請看1.2.3.

關於某些公眾號/自媒體中大肆宣揚的:

"先是FRB110523的60億光年,再是FRB121102的30億光年,再是FRB180817的15億光年"

用莫名的排比句來引起一種"某種發出FRB的東西正在逐漸靠近"的錯覺。

個人見解:這中錯覺的最大漏洞在於:

①3次FRB事件並不來自於相同方位

②FRB121102與FRB180814之間的相似性,目前不可完全定論是完全相似/完全相同的。

  • 3個FRB事件並不來自於相同方位

(具體分析見2. )

FRB110523來自於(J2000)R.A.赤經21h45m左右,赤緯 -4° (-00d15m)左右;

FRB121102附近的FRB來自於(J2000)R.A.赤經5h32m左右,赤緯33°左右;

FRB180817則是13個不同源頭的FRB事件,其中的FRB180804展現出了重複性 (repeated bursts),在2個多月里,在同一方位附近湧現了6次重複burst,這一源頭位於(J2000)R.A.赤經04h22m,赤緯73°左右

(不考慮恆星位置移動的情況下,其(J2000)的坐標是不變的)

  • 關於3個FRB事件之間有沒有相似性,目前文中結論是有一定的相似性,但如果要說來自於同一個"外星飛船"或類似說法,則暫無明顯證據。

各種外媒報道以及論文中的提到的所謂重複性,僅指單次事件的前後多次FRB之間的源頭方位的相似性,比如FRB180814~FRB181028的前後近2個多月時間裡的6次burst,都來自於差不多同一方位;但並不是說FRB121102和FRB180817之間的重複性

但是FRB180814的重複burst,和FRB121102的重複burst,兩次信號之間,有一定相似性,FRB180814 的研究者給出原文如下:

In some of the repeat bursts, we observe sub-pulse frequency structure, drifting, and spectral variation reminiscent of that seen in FRB 1211029,10, suggesting similar emission mechanisms and/or propagation effects.

這一點應正處於研究中,不可定論兩次重複信號是完全相似/完全相同的。

------------------------------- 分割線:具體分析 -------------------------------

  1. 首先,這3次事件每一個其實都是前前後後的一段時間內若干個FRB事件的綜合,每次持續若干個ms。
  • 比如,FRB180814,其實是前後總共6次:(FRB121102是11次,FRB110523是1次)

FRB180814的6次同源。圖源:https://www.nature.com/articles/s41586-018-0864-x

2. 這幾個FRB的不尋常之一,即所謂的"重複性",是指在一段時間內很多天都從一個差不多相同的方位傳來FRB,並且有著相似的分散度量。

  • 比如FRB180814,事實上是6天的bursts,大致都對應來自同一個方位: (J2000)赤經04h22m, 赤緯73度44分:

(關於天文星體定位坐標,可參考Right ascension - Wikipedia,經朋友總結,大致意思是以2000年春分日00:00時的星空為基準,星體相對赤道的傾角(赤緯)和從太陽位置計起的方位角(赤經))

(橫軸是赤經,縱軸是赤緯,注意赤經遵循1h = 15°,1m = 0.25°,並不是時間單位)

FRB180814的6次同源。圖源:https://www.nature.com/articles/s41586-018-0864-x
  • 比如FRB121102的前後11次,其位置如圖:

(橫軸是赤經,縱軸是赤緯,注意赤經遵循1h = 15°,1m = 0.25°,並不是時間單位)

FRB121102附近的幾次FRB的天文方位。圖源:https://www.nature.com/articles/nature17168

  • 注意FRB110523不具備重複性,因為只有1次FRB事件。其特殊性在於能夠用法拉第螺旋測量來源距離。

3. 這幾個FRB的不尋常之處之二,在於其頻率。尤其是FRB180814附近的那幾次。

FRB180814的6次的 waterfall頻譜繪製 (文中只給出5個)(這幾個是同源的):

(所謂waterfall頻譜,大致就是在時間上,繪製每一個小時間間隔的信號的頻譜成分;顏色越深,代表對應頻率的頻譜成分越大)

可以看出,6次事件大致都在400MHZ~800MHZ左右,其中頻譜的空白區域(如729~756MHZ)是為了去除諸如手機通信等帶來的干擾。

另外,在FRB180817對應的13個源頭的FRB中,雖然另外12個源頭沒有出現類似FRB180814這個源頭的重複性,但是其頻率依然較低:

13個源頭都有400MHZ~800MHZ的FRB。圖源:https://www.nature.com/articles/s41586-018-0867-7

在文章中提到,過去的FRB往往頻率都在GHZ級別,或700MHz以上,這一次的頻率最低達到400MHZ。具體這種頻率意味著什麼,個人不清楚,可以請天文學(?)信號學(?)相關專業的同學代為解答.

  • FRB121102的前後11次FRB的頻譜

FRB121102的11次事件時間的頻譜。圖源:https://www.nature.com/articles/nature17168

最終答案:

這3個大FRB事件之間的相似性正在研究當中,但至少這題中的這3個不是同源的。

FRB180817的13個源頭的較低頻率FRB,以及FRB180814的6次 或 FRB121102的11次 的重複性,就足夠不同尋常,具體含義還有待科學家的進一步探索發現。

純屬個人一上午谷歌結果,並非相關專業,如有疏漏錯誤敬請指正。

主要的文章地址:

FRB121102文章很多,我主要看了:A repeating fast radio burst

FRB180817:(發表於19年1月9日)Observations of fast radio bursts at frequencies down to 400 megahertz

FRB180817對應的13個FRB事件中,出現了重複性的FRB180814:

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0864-x

FRB110523:Dense magnetized plasma associated with a fast radio burst


FRB110523是一個單次的FRB。

FRB121102是一個有好幾次信號的FRB。

FRB180817是一個有6次信號的FRB。

重複僅僅指的是從FRB180817這個位置收到了好幾次信號。而不是什麼信號本身有規律性,更不是什麼FRB和FRB之間有同樣的信號。

FRB180817的這6個信號相互之間一致么?不一致。

FRB110523,FRB121102,FRB180817有啥關係么,沒有。

目前唯一知道的是,在FRB180817的部分信號里觀測到了一些使人聯想到FRB121102的部分信號有關的特徵,可能反應了類似的發生機制或傳播過程。

參考文獻:

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0864-x?

www.nature.com

拿別的答主的比喻簡單解釋一下:

東邊十公里聽到了聲豬叫,西邊五公里聽到了好幾聲羊叫,北邊兩公里聽到了好幾聲馬叫,還有其他好多地方都聽到了動物的叫聲。

正常的結論是:誒呀這動物其實挺多的呀,研究研究。

公眾號告訴你的是:十公里,五公里,兩公里聽到了好多馬蹄聲,快跑馬匪要來抄你家了。


真的太遠了,但是聽到消息的一刻十分興奮。


人類討論這個問題目前的狀態就像那隻著名的火雞。

就每天一響鈴就有飼料吃,364天的時候他得出了結論只要響鈴就有飼料吃。

但是到了365天的時候那天叫感恩節。


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