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[转载] “快速射电暴”论文审稿人:“外星人”基本是无稽之谈

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发表于 2019-1-14 14:39 | 显示全部楼层 |阅读模式
“快速射电暴”论文审稿人:“外星人”基本是无稽之谈


“加拿大氢强度测绘实验”(CHIME)射电望远镜。

南方+客户端1月14日消息,顶级学术刊物《自然》杂志上的两篇论文意外走红:“加拿大氢强度测绘实验”(CHIME)射电望远镜发现了数个来自银河系外的“快速射电暴”(FRB)。在向公众的传播过程中,这一发现被曲解为“外星人信号”,甚至引发了是否要回复信号的一些讨论。

而事实上,上述论文中并未给出任何与外星人相关的推测;恰恰相反,此次新发现,反而让科学家更加确信“快速射电暴”是一种我们还不甚了解的自然现象。

国际知名理论天体物理学家张冰,是上述两篇论文的审稿人之一。张冰高度评价CHIME的成果,他告诉南方日报记者,这两篇论文每篇仅用了2-3天时间就审核完成。

张冰如何理解FRB?对于FRB的观测工作,又有哪些期待?下面是对张冰的专访。


《自然》在线发表的两篇FRB论文之一。

“快速射电暴”起源二三十年内难确定

南方日报:怎样理解FRB?它们是什么?对于其来源有哪些理论模型?

张冰:关于它们是什么,现在没有答案,而且在我看来今后二三十年也很难确定它们的起源。大家可能听说过另外一种爆发源叫“伽马射线暴”(GRB)。人们花了三十年才理解了其中一类——长暴的起源是大质量恒星坍缩;又过了二十年,另一类短暴的起源才得以解决(中子星并合)。FRB比GRB能量低将近10个量级,和它们成协的现象应该很弱,所以想揭示它们的起源将更难。

这正是天体物理的美妙之处。从某种意义上讲,理论家们就像福尔摩斯,FRB这些“罪犯们”在现场留下蛛丝马迹,正好被用来作为推断案情的证据。FRB们多来自高银纬(即不在银河系盘面上)且有高色散(表明视线方向的电子比银河系内的要多得多)。这两个特点告诉我们它们从银河系外来,甚至来自宇宙深处。

另外FRB时标短且有强偏振,所以大部分人认为它们与宇宙中除黑洞外最致密的天体——中子星有关。


FRB信号示意图

FRB理论模型至少有三四十个

张冰:除了这些一般的考虑以外,具体的模型就形形色色了。据不完全统计,目前的FRB模型应至少有三四十个,我自己就提出三种可能性。总的来说,这些模型分为可重复的(解释重复暴)和灾变性的(解释不重复暴)。

重复暴的可能起源包括脉冲星的超巨脉冲,年轻磁星的磁爆发或同步脉泽辐射,中子星磁层被附近天体流“梳理”,小行星撞中子星等。灾变性FRB的可能起源包括超大质量中子星的坍缩,双中子星并合,带电黑洞并合,宇宙弦释放能量等。目前还没有绝对证据支持某一种模型,但有一些模型已经受到观测数据的限制和挑战。

“外星人”基本是无稽之谈

南方日报:怎么看待“外星人”说?

张冰:基本上可以说是无稽之谈。因为在那么遥远的星系里,外星人不应该有能力更不应该有理由向人类发射具有这么大能量的信号。不过在如上讲的几十种模型中,确实有一个模型认为具有高技术的文明可能可以发射接近光速运动的飞行器,在加速这些飞行器的过程中,可能可以被动产生类似FRB的信号。绝大部分天文学家们不相信这种解释。的确,把FRB解释为宇宙中某种天体的特殊辐射更物理也更自然。

预计今后每年将探测到上百个FRB,包括很多重复暴

南方日报:此次发现的13个FRB信号,特别是发现了1例重复暴,对于科学家来说有怎样意义?

张冰:我是这两篇CHIME文章的《自然》杂志审稿人之一。之所以在短时间内推荐两篇文章在《自然》发表,每篇审稿时间仅用2-3天,是因为CHIME开启了发现FRB的新篇章,在短短的不到两个月的调试时间里,CHIME就发现了以前望远镜几年才能发现的数量。等它正式运行的时候,估计现在已经开始,每年探测到上百FRB将不成问题。

此外,由于CHIME望远镜频段低,这也是人类第一次在400 MHz的低频发现FRB,因此意义重大。

另外,人们一直致力于寻找第二例重复暴,CHIME用这么短的观测时间就找到一例,说明重复暴的发生率不低。估计不久会有很多重复暴被发现。由于它们的重复性,很快就可以对它们精确定位并测出离地球的距离。


“加拿大氢强度测绘实验”(CHIME)射电望远镜。

搜寻FRB各显其能:CHIME视场广,FAST灵敏度高

南方日报:CHIME望远镜刚刚试运行就发现这么多FRB,它的哪些特质有利于FRB讯号监测?目前和计划中,还有哪些设备和项目能够在这一领域“大展身手”?

张冰:CHIME的主要优势是其前所未有的观测视场。FRB发生率是很高的,全天空中每天应该有几千例,但传统射电望远镜视场很小,适合于盯着看一些具体点源,并不适合大视场搜寻。CHIME是一个天线阵,可以同时监视很大的天区,因此可以做出这样的发现。

国内的国家天文台陈学雷研究员领导的“天籁”计划,原则上可改装进行FRB研究。

10年后,国际合作的SKA天线阵(中国已正式加入)将用更灵敏的天线阵监测更大的天区,因此将引领下一个FRB观测的革命。

国内的“天眼”FAST虽然由于视场小,在探测FRB个数上不占优势,但是它的大面积提供极高的灵敏度,因此有独特的优势探测到宇宙中最遥远的FRB。真心希望FAST在不久的将来不仅探测到FRB,而且能探测到其它望远镜探测不到的FRB。


SKA天线阵示意图。

受访人:张冰,美国内华达大学拉斯维加斯分校理学院副院长、物理天文系教授,美国物理学会会士。

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发表于 2019-1-15 11:24 | 显示全部楼层
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