其实我们对于使用星际物质色散的方法测量距离对于距离的估计非常非常非常的粗略。

到目前,我们对于深空天体的方位角测量可以非常精确,下图是MWA的全天空射电图感受一下

因为有VLA这类长基线干涉,角解析度已经可以做的非常高了。

包括nature上这篇文章发现15亿光年外信号(A second source of repeating fast radio bursts )这个工作里的精度,也是达到了4角分(arcmin),什么概念呢,手臂伸直,所看到食指指甲盖的宽度对应的角度大概是60arcmin。

但是距离估计的不确定性,就非常大了,只能说是约摸估计。

因为到目前位置还没有非常好的估计距离的方法,用的还是十九世纪的方法,用星际物质色散来测距离。这种方法假设天体活动瞬间产生了很宽频带的辐射,包含各个频率,这些频率的光穿越星际到达地球被我们观测到。在这个过程中,这些频率的电磁波的光程并不是相等的。

宇宙中99%的空间里充满了等离子体。

电磁波在等离子体中传播的时候光速并不完全等于光速,因为是在介质中传播。

在稀薄等离子体中,电磁波有如下色散关系:

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

其中 omega_p 是等离子体的郎缪频率,由这个公式可以得出电磁波在等离子体中传播的群速度:

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

因为稀薄等离子体的郎缪频率很低,所以群速度会略微低于光速,频率月底受色散越严重。

这些不同频率的波到达地球的频率不同就得到了我们所测得的快速射电爆频谱:

频率漂移。

测距离的方法就是通过这个拼率漂移来算这个波在路上一共被多少柱密度的等离子体色散了,然后通过背景柱密度的模型来估计距离,所以距离的估计非常受观测仪器,所用模型,考虑红移的方式等因素的影响。

因此,这个距离的数量级是有意义的

但是数字大小的意义不大。


非常抱歉,谢 @刘博洋 指正,我的答案中出现了2处错误。

①首先,这个是不正确的:

而FRB180817附近的FRB来自于(J2000)R.A.赤经13h16m左右,赤纬55°左右。

正确表达:

FRB180817则是13个不同源头的FRB事件,其中的FRB180804展现出了重复性 (repeated bursts),在2个多月里,在同一方位附近涌现了6次重复burst,这一源头位于(J2000)R.A.赤经04h22m,赤纬73°左右

(而并非FRB180817的13次全部同源)

②其次,这3个FRB事件之间,据文章所说,是有一定相似性的,应该尚在研究中,我过早给出定论说没有科学家指出有相似性。


非相关专业,仅感兴趣,仔细调查了下事件涉及到的几次FRB,得出了几个结论:

0. 先说总的结论,具体分析请看1.2.3.

关于某些公众号/自媒体中大肆宣扬的:

"先是FRB110523的60亿光年,再是FRB121102的30亿光年,再是FRB180817的15亿光年"

用莫名的排比句来引起一种"某种发出FRB的东西正在逐渐靠近"的错觉。

个人见解:这中错觉的最大漏洞在于:

①3次FRB事件并不来自于相同方位

②FRB121102与FRB180814之间的相似性,目前不可完全定论是完全相似/完全相同的。

  • 3个FRB事件并不来自于相同方位

(具体分析见2. )

FRB110523来自于(J2000)R.A.赤经21h45m左右,赤纬 -4° (-00d15m)左右;

FRB121102附近的FRB来自于(J2000)R.A.赤经5h32m左右,赤纬33°左右;

FRB180817则是13个不同源头的FRB事件,其中的FRB180804展现出了重复性 (repeated bursts),在2个多月里,在同一方位附近涌现了6次重复burst,这一源头位于(J2000)R.A.赤经04h22m,赤纬73°左右

(不考虑恒星位置移动的情况下,其(J2000)的坐标是不变的)

  • 关于3个FRB事件之间有没有相似性,目前文中结论是有一定的相似性,但如果要说来自于同一个"外星飞船"或类似说法,则暂无明显证据。

各种外媒报道以及论文中的提到的所谓重复性,仅指单次事件的前后多次FRB之间的源头方位的相似性,比如FRB180814~FRB181028的前后近2个多月时间里的6次burst,都来自于差不多同一方位;但并不是说FRB121102和FRB180817之间的重复性

但是FRB180814的重复burst,和FRB121102的重复burst,两次信号之间,有一定相似性,FRB180814 的研究者给出原文如下:

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.

这一点应正处于研究中,不可定论两次重复信号是完全相似/完全相同的。

------------------------------- 分割线:具体分析 -------------------------------

  1. 首先,这3次事件每一个其实都是前前后后的一段时间内若干个FRB事件的综合,每次持续若干个ms。
  • 比如,FRB180814,其实是前后总共6次:(FRB121102是11次,FRB110523是1次)

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

2. 这几个FRB的不寻常之一,即所谓的"重复性",是指在一段时间内很多天都从一个差不多相同的方位传来FRB,并且有著相似的分散度量。

  • 比如FRB180814,事实上是6天的bursts,大致都对应来自同一个方位: (J2000)赤经04h22m, 赤纬73度44分:

(关于天文星体定位坐标,可参考Right ascension - Wikipedia,经朋友总结,大致意思是以2000年春分日00:00时的星空为基准,星体相对赤道的倾角(赤纬)和从太阳位置计起的方位角(赤经))

(横轴是赤经,纵轴是赤纬,注意赤经遵循1h = 15°,1m = 0.25°,并不是时间单位)

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

(横轴是赤经,纵轴是赤纬,注意赤经遵循1h = 15°,1m = 0.25°,并不是时间单位)

FRB121102附近的几次FRB的天文方位。图源:https://www.nature.com/articles/nature17168

  • 注意FRB110523不具备重复性,因为只有1次FRB事件。其特殊性在于能够用法拉第螺旋测量来源距离。

3. 这几个FRB的不寻常之处之二,在于其频率。尤其是FRB180814附近的那几次。

FRB180814的6次的 waterfall频谱绘制 (文中只给出5个)(这几个是同源的):

(所谓waterfall频谱,大致就是在时间上,绘制每一个小时间间隔的信号的频谱成分;颜色越深,代表对应频率的频谱成分越大)

可以看出,6次事件大致都在400MHZ~800MHZ左右,其中频谱的空白区域(如729~756MHZ)是为了去除诸如手机通信等带来的干扰。

另外,在FRB180817对应的13个源头的FRB中,虽然另外12个源头没有出现类似FRB180814这个源头的重复性,但是其频率依然较低:

13个源头都有400MHZ~800MHZ的FRB。图源:https://www.nature.com/articles/s41586-018-0867-7

在文章中提到,过去的FRB往往频率都在GHZ级别,或700MHz以上,这一次的频率最低达到400MHZ。具体这种频率意味著什么,个人不清楚,可以请天文学(?)信号学(?)相关专业的同学代为解答.

  • FRB121102的前后11次FRB的频谱

FRB121102的11次事件时间的频谱。图源:https://www.nature.com/articles/nature17168

最终答案:

这3个大FRB事件之间的相似性正在研究当中,但至少这题中的这3个不是同源的。

FRB180817的13个源头的较低频率FRB,以及FRB180814的6次 或 FRB121102的11次 的重复性,就足够不同寻常,具体含义还有待科学家的进一步探索发现。

纯属个人一上午谷歌结果,并非相关专业,如有疏漏错误敬请指正。

主要的文章地址:

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

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

FRB180817对应的13个FRB事件中,出现了重复性的FRB180814:

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

FRB110523:Dense magnetized plasma associated with a fast radio burst


FRB110523是一个单次的FRB。

FRB121102是一个有好几次信号的FRB。

FRB180817是一个有6次信号的FRB。

重复仅仅指的是从FRB180817这个位置收到了好几次信号。而不是什么信号本身有规律性,更不是什么FRB和FRB之间有同样的信号。

FRB180817的这6个信号相互之间一致么?不一致。

FRB110523,FRB121102,FRB180817有啥关系么,没有。

目前唯一知道的是,在FRB180817的部分信号里观测到了一些使人联想到FRB121102的部分信号有关的特征,可能反应了类似的发生机制或传播过程。

参考文献:

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

www.nature.com

拿别的答主的比喻简单解释一下:

东边十公里听到了声猪叫,西边五公里听到了好几声羊叫,北边两公里听到了好几声马叫,还有其他好多地方都听到了动物的叫声。

正常的结论是:诶呀这动物其实挺多的呀,研究研究。

公众号告诉你的是:十公里,五公里,两公里听到了好多马蹄声,快跑马匪要来抄你家了。


真的太远了,但是听到消息的一刻十分兴奋。


人类讨论这个问题目前的状态就像那只著名的火鸡。

就每天一响铃就有饲料吃,364天的时候他得出了结论只要响铃就有饲料吃。

但是到了365天的时候那天叫感恩节。


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