快速射电暴的光学对应体

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翻译: 张瀚之

校对：牧夫校对组

编排：刘文慧

后台：李子琦 胡永葳 李鸣晨

原文链接：https://skyandtelescope.org/astronomy-news/a-possible-optical-counterpart-to-a-fast-radio-burst/

快速射电暴的光学对应体

外层空间毫秒级射电能量爆发背后的机制是一个困扰了天体物理学家很久的谜团。近期，一个团队的科学家通过寻找可见光对应体破译了快速射电爆发的起源。

这张艺术特效图展示了一个极磁性的恒星残骸发出的快速无线电脉冲。这可能是这些神秘光源的起源之一。Sophia Dagnello / NRAO / AUI / NSF

为了解开毫秒级射电能量爆发的机制，天文学家对光学暂现源进行了系统的搜索，以确定它们是否能将一个射电脉冲与另一个匹配，这将有助于我们了解这些脉冲的来源。

怪诞的，辐射的，变幻的脉冲光源

快速射电暴（FRB）是2007年被首次发现的高能无线电波脉冲。它们的起源是天文学家们最大的困惑之一。随着加拿大氢强度测绘实验射电望远镜（CHIME）等新望远镜的出现，天文学家们观测到了更多的FRB，但即使观测到了这么多的例子，仍不确定导致FRB的是什么。其中有一些FRB会重复发生，有一些已经被定位，剩下的少数伴随持续的无线电发射。最普遍接受的理论之一是，FRB是由磁星（有极强磁场的超密中子星）的爆发引起的。

寻找巧合伴星的信号

这张图片展示了FRB 180916B和AT2020hur的位置（红色），以及其他的FRB（橙色）和暂现源（蓝色）的分布。

Li et al. / Astrophysical Journal 2022

虽然模型预测会有很多的FRB多波段对应体，但现实中只有极少数被观测到。这可能是由于有些对应体相对微弱，持续时间非常短，或者FRB和对应体之间的延迟太大，无法在一次观察中检测到。众多的观测结果中，有两个FRB被发现伴随着持续的无线电发射，分别是FRB 190520B和FRB 121102（位于与骇新星一致的无线电发射附近）——而FRB 200428位于与X射线爆发一致的位置上。这些多波段对应体的检测导致了FRB和其他暂现源之间可能存在某种联系的理论。180916B是唯一一个已知的定期重复的FRB。一个来自南京大学和中国科技大学的团队决定检测是否有任何与FRB 180916B一致的光学暂现源，他们的发现可能有助于阐明快速射电暴爆发的起源。

为了寻找是否有任何暂现源与FRB 180916B一致，该团队搜索了超新星目录（OSC）和暂现源服务器（TNS）中包含的暂现源。在检索中，他们发现了一个还没有被归类的目标，AT2020hur，似乎与FRB 180916B的位置一致。团队计算出，两个源连接的概率为99.96%，这意味着重合很可能不是偶然发生的。

神秘的磁星还是奇异的耀斑？

那么，FRB 180916B的起源到底意味着什么呢？作者假设FRB可能是由正在产生耀斑的磁星引起的，而光学对应物体则来自该磁星发射的一个或多个巨大耀斑的余辉。然而，这种情况发生的概率十分小，因为耀斑的能量必须还要比典型的巨型耀斑的能量更大。此外，这个模型需要进行很多调整，再配上一些巧合才能正常工作。而另一种可能性是，光学对应体可能来自FRB源的两个或多个光学耀斑，因为暂现源是在FRB 180916B的爆发期间检测到的。

FRB具有光学对应体可能性的发现非常令人兴奋，而且可以帮助我们解开快速射电爆发的谜团。但我们仍需要对FRB及其光学对应体进行更多观察，以更好地了解这些快速射电暴的形成过程。

引用文献：

“AT2020hur: A Possible Optical Counterpart of FRB 180916B,” Long Li et al 2022 ApJ 929 139. doi:10.3847/1538-4357/ac5d5a

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责任编辑：郭皓存

牧夫新媒体编辑部

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Photo／Pixabay、臺北市立天文科學教育館