北京时间1月16日,一项重要天体物理学研究成果在国际学术期刊《科学》在线发表。
中国科学院紫金山天文台联合国内外多家研究机构,利用"中国天眼"成功破解了困扰科学界多年的快速射电暴双星起源谜题,为人类深入理解宇宙极端爆发现象提供了关键观测证据。
快速射电暴作为宇宙中最神秘的射电爆发现象之一,自2007年首次被发现以来,其起源机制一直是天体物理学领域的重大科学难题。
这种现象持续时间极短,仅为数毫秒,却能在瞬间释放相当于太阳一整周辐射总和的巨大能量。
长期以来,科学界虽然推测其起源天体可能处于双星系统中,但始终缺乏直接观测证据来验证这一重要假说。
为攻克这一科学难题,研究团队选择了重复快速射电暴FRB 20220529作为观测目标,利用"中国天眼"开展了长达两年多的持续监测工作。
"中国天眼"坐落于贵州省平塘县,是我国自主设计建造的世界最大单口径射电望远镜,其卓越的观测性能为此次重大发现奠定了技术基础。
中国科学院国家天文台副台长姜鹏表示,FRB 20220529属于信号相对暗弱的暴源,其多数爆发现象难以被其他望远镜有效探测到。
此次研究突破的实现,正是得益于"中国天眼"无与伦比的灵敏度优势,使其能够捕捉到极其微弱的射电信号变化。
在漫长的观测过程中,研究团队取得了突破性发现。
观测数据显示,FRB 20220529的法拉第旋转量在前期始终保持在负300至正300弧度每平方米的范围内小幅波动。
然而,在持续监测中,该参数突然出现剧烈跳变,飙升至1977±84弧度每平方米,达到此前变化水平的约20倍。
更为重要的是,这一异常现象在短短两周内呈现单调下降趋势,最终逐步回落至正常波动范围。
法拉第旋转量作为反映射电信号传播路径上电子密度与磁场强度的关键参数,其剧烈变化为科学家提供了重要线索。
中国科学院院士、中国科学技术大学校长常进指出,这是人类首次捕捉到重复快速射电暴法拉第旋转量发生剧烈跳变并快速回落的完整演化过程,这一独特观测现象如同为探测宇宙深处打开了一扇新窗口。
这项研究成果的意义不仅在于解决了一个重要的天体物理学谜题,更在于为相关领域的后续研究提供了新的观测方法和理论依据。
通过精确测量法拉第旋转量的动态变化,科学家能够更深入地了解快速射电暴周围的磁场环境和物质分布特征,进而推断其可能的产生机制和宿主环境。
自正式投入科学观测以来,"中国天眼"在多个前沿天体物理学领域持续产出重要成果。
除了快速射电暴研究外,该设备还在纳赫兹引力波探测、脉冲星搜寻、中性氢观测等方向取得了一系列突破性进展,充分展现了我国在射电天文学领域的技术实力和科研水平。
从脉冲星计时到快速射电暴解密,"中国天眼"不断拓展着人类认知宇宙的边界。
这项最新发现不仅解决了天体物理学的重要基础问题,更彰显了我国在天文观测领域已实现从"跟跑"到"领跑"的跨越。
随着更多科学目标的实现,这座矗立在贵州群山中的"观天巨眼",将继续为人类探索宇宙奥秘提供中国智慧,为构建人类命运共同体贡献科技力量。