天文学家发现大规模的快速射电爆将附近的星系串联起来

天文学家发现大规模的快速射电爆将附近的星系串联起来快速射电暴FRB，是宇宙中最明亮的爆炸之一。这些爆炸主要是发射无线电波。这些闪光是如此强大，以至于射电望远镜甚至可以从40多亿光年外探测到它们。在如此遥远的距离上持续可见，意味着这些爆炸含有巨大的能量。当它爆炸时，一个FRB所包含的能量是整个世界人口年能耗的十万亿（一千万乘以一百万）倍。这种巨大的能量产生使得FRB非常有趣。许多天文学家认为它们是由中子星发射出来的。那些极其紧凑的恒星的密度和磁场强度在宇宙中是独一无二的。通过研究这些闪光，天文学家们旨在更好地了解构成宇宙的物质的基本属性。但是研究这些闪光是很困难的。没有人知道下一次闪光会在天空中的什么地方发生。而且一个FRB只持续一毫秒：如果你眨眼就将错过它。在新的接收器和一台新的超级计算机（Apertif无线电瞬变系统，ARTS）的支持下，韦斯特博克现在已经发现了五个新的FRB。主要研究人员JoerivanLeeuwen（ASTRON）说："我们现在有一个既具有非常宽广的视野又具有非常敏锐的眼光的仪器，它还立即对它们进行了定位。而且这一切都是现场直播。这是新的和令人兴奋的。"以前，像韦斯特博克这样的射电望远镜探测FRB就像用苍蝇的复眼。苍蝇可以看到各个方向，但很模糊。Westerbork的升级就像用苍蝇的眼睛和老鹰的眼睛进行杂交。ARTS超级计算机不断结合来自12个Westerbork碟片的图像，在一个巨大的视场上创造清晰的画面。天文学家希望了解FRB如何以及为什么会变得如此明亮。但这些闪光也很有趣，因为在它们到达地球的途中也刺穿了其他星系。这些星系中的电子通常是不可见的，但它会扭曲闪光。追踪不可见的电子及其伴随的原子是很重要的，因为宇宙中的大部分物质是黑暗的，我们对它的了解仍然很少。以前，射电望远镜只能粗略地指出FRB的发生地点。现在，ARTS超级计算机使韦斯特博克能够非常准确地指出一个FRB的确切位置。VanLeeuwen："我们证明了我们发现的FRB中有三个已经串到了我们的邻居--三角座星系！"因此，我们第一次能够计算出那个星系最多包含多少个不可见的电子，这是一个奇妙的结果。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1354517.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1354517.htm

天文学家将已知的重复快速射电暴的数量增加一倍

天文学家将已知的重复快速射电暴的数量增加一倍一幅艺术家的作品描绘了CHIME望远镜全年探测快速射电暴的情况。资料来源：CHIME/FRB合作，由LukaVlajić进行艺术补充。现在，一个庞大的天文学家团队，包括来自麻省理工学院Kavli天体物理学和空间研究所以及麻省理工学院物理系的几位天文学家合作开展了破解FRB起源和性质的工作。他们最近在《天体物理学杂志》上发表的开放性文章报告说，发现了25个新的重复FRB源，使科学家已知的这些现象的数量增加到50个。此外，研究小组发现，许多重复的FRB是不活跃的，在每周的观测时间内产生不到一个爆发。由加拿大领导的加拿大氢气强度绘图实验（CHIME）在扫描整个北方天空时，对探测数以千计的FRB起到了作用。因此，与CHIME/FRB合作的天文学家们开发了一套新的统计工具来梳理大量的数据集，以找到迄今为止探测到的每一个重复源。这为天文学家提供了一个宝贵的机会，用不同的望远镜观测同一个源，研究发射的多样性。"我们现在可以准确地计算出两个或更多来自类似地点的爆发的概率，这不仅仅是一个巧合，"邓拉普天文学和天体物理学研究所的邓拉普博士后研究员、这项新工作的通讯作者ZiggyPleunis解释说。研究小组还得出结论，所有的FRB最终可能会重复出现。他们发现，无论是从爆发的持续时间还是从发射的频率范围来看，被视为只爆发过一次的无线电波与被视为爆发过多次的无线电波都有所不同，这巩固了这些无线电爆发确实具有不同起源的观点。麻省理工学院博士后DanieleMichilli和博士生KaitlynShin都是麻省理工学院助理教授KiyoshiMasui的同步无线电实验室成员，他们分析了来自CHIME的1024个天线的信号。Michilli说，这项工作"使我们能够毫不含糊地将一些信号源确定为中继器，并为其他观测站提供准确的坐标以进行后续研究"。Shin说："现在我们有了一个更大的重复FRB样本，我们就能更好地理解为什么我们可能观察到一些FRB是重复者，而另一些显然是不重复的，以及对更好地理解其起源有什么影响。"Pleunis补充说："FRB可能是由爆炸性恒星死亡的遗留物产生的。通过详细研究重复的FRB源，我们可以研究这些爆炸发生的环境，更好地理解恒星生命的最后阶段。我们还可以更多地了解在恒星消亡前和消亡过程中被排出的物质，这些物质随后被送回FRB所处的星系。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1364871.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1364871.htm

天文学家在110亿光年之外探测到星系磁场

天文学家在110亿光年之外探测到星系磁场这张图片显示的是遥远的9io9星系的磁场方向，当时宇宙的年龄只有现在的20%--这是迄今为止探测到的最远的星系磁场。9io9星系中的尘粒在某种程度上与星系磁场的方向一致，因此它们会发出偏振光，这意味着光波会沿着一个偏好的方向而不是随机地摆动。ALMA探测到了这种偏振信号，天文学家可以据此推算出磁场的方向，这里显示的是叠加在ALMA图像上的弯曲线条。图片来源：ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/J.Geachetal.天文学家利用ALMA探测到了一个星系的磁场，这个星系非常遥远，它的光线需要110多亿年的时间才能到达我们这里。在此之前，我们从未在如此遥远的地方探测到一个星系的磁场。这段视频总结了这一发现。资料来源：欧洲南方天文台宇宙中的磁场宇宙中的许多天体都有磁场，无论是行星、恒星还是星系。英国赫特福德大学（UniversityofHertfordshire）天体物理学教授詹姆斯-盖奇（JamesGeach）说："很多人可能不知道，我们的整个银河系和其他星系都布满了磁场，横跨数万光年。"他是最近发表在科学杂志《自然》（Nature）上的这项研究的第一作者。美国斯坦福大学研究员恩里克-洛佩兹-罗德里格斯（EnriqueLopezRodriguez）也参与了这项研究，他补充说："尽管这些场对星系的演化非常重要，但我们实际上对它们是如何形成的知之甚少。目前还不清楚星系中的磁场在宇宙生命的早期是如何形成的，也不清楚形成的速度有多快，因为到目前为止，天文学家只绘制了离我们很近的星系的磁场图。"这幅红外图像显示的是遥远的9io9星系，在这里可以看到一个红色的弧线围绕着附近一个明亮的星系。附近的这个星系就像一个引力透镜：它的质量使周围的时空发生弯曲，使背景中来自9io9的光线发生弯曲，因此它的形状发生了扭曲。这张彩色图片是将欧洲南方天文台（ESO）位于智利的可见光和红外天文巡天望远镜（VISTA）和位于美国的加拿大-法国-夏威夷望远镜（CFHT）拍摄的红外图像结合在一起的结果。图片来源：ESO/J.Geachetal.恒星形成的作用和未来研究现在，利用欧洲南方天文台（ESO）的合作伙伴--ALMA，Geach和他的团队在一个遥远的星系中发现了一个完全形成的磁场，其结构与在附近星系中观测到的类似。这个磁场比地球磁场弱1000倍，但却延伸了16000多光年。盖奇解释说："这一发现为我们提供了新的线索，让我们了解星系级磁场是如何形成的。在宇宙历史的这么早阶段就观测到一个发育完全的磁场，表明当年轻星系仍在成长时，横跨整个星系的磁场可以迅速形成。"研究小组认为，早期宇宙中恒星的密集形成可能对加速磁场的形成起到了一定的作用。此外，这些星场还会反过来影响后代恒星的形成方式。该发现的合著者、欧洲南方天文台天文学家罗布-艾维森（RobIvison）说，这一发现打开了"一扇了解星系内部运作的新窗口，因为磁场与正在形成新恒星的物质有关"。这段视频把我们从银河系的家带到了一个遥远的星系--9io9。我们首先看到的是可见光下的夜空，最后到达9io9星系时，我们切换到了红外光。在这里，银河系呈现出一条微弱的淡红色弧线，围绕着附近一个明亮的星系。然后我们看到的是毫米波长的9io9的ALMA图像，磁场的方向用叠加曲线表示。资料来源：ESO/ALMA(ESO/NAOJ/NRAO)/DESI/CFHT/N.Risinger(skysurvey.org)/J.Geachetal.探测遥远磁场的技术为了进行这项探测，研究小组搜索了遥远星系9io9中尘埃粒子发出的光线。星系中布满了尘埃粒子，当存在磁场时，尘埃粒子会趋于排列整齐，它们发出的光线也会变得偏振。这意味着光波会沿着一个偏好的方向振荡，而不是随机的。当ALMA探测到并绘制出来自9io9的偏振信号时，首次证实了在一个非常遥远的星系中存在磁场。盖奇说："任何其他望远镜都无法做到这一点。希望通过这次和未来对遥远磁场的观测，这些基本的星系特征是如何形成的谜团将开始揭开。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1395473.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1395473.htm

天文学家在神秘的快速射电暴周围发现极端扭曲的磁场

天文学家在神秘的快速射电暴周围发现极端扭曲的磁场一个神秘的快速射电暴周围的扭曲的场。一个国际团队在理解快速射电暴（FRB）的起源方面取得了重大进展--这是一些射电波段中最强烈的毫秒级的宇宙爆炸。资料来源：DiLI/ScienceApe/CAS快速射电暴（FRBs）是无线电波段中最明亮的毫秒级宇宙爆炸。它们的未知起源给天文学和物理学带来了挑战。共生射电天文FAST调查（CRAFTS）是五百米球面射电望远镜（FAST）的一个关键项目，它发现了世界上第一个持续活跃的重复FRB，被称为FRB20190520B。现在这个FRB提供了线索，可能有助于澄清FRB的起源。由中国科学院国家天文台领导的一个国际团队对FRB20190520B进行了监测，使用了澳大利亚的帕克斯望远镜和美国的绿岸望远镜（GBT）。综合分析结果显示，在这个不断爆发的源头周围出现了极端的场反转。这项研究基于三大洲的观测工作，于5月11日发表在《科学》杂志上。与所有其他的FRB不同，FRB20190520B产生了爆裂，每次被观测时，至少有一台，有时是多台望远镜可以探测到。这种可靠性使它成为多波段跟踪观测研究的理想目标。"帕克斯望远镜共探测到来自FRB20190520B的113个爆发，超过了以前在帕克斯发现的快速射电爆发数量的总和，凸显了FRB20190520B的价值，"帕克斯FRB20190520B项目的负责人、西悉尼大学的ShiDafu博士说。通过对GBT和Parkes的数据进行综合分析，现在浙江实验室工作的NAOC博士毕业生YiFeng博士和来自西弗吉尼亚大学（WVU）的Anna-Thomas女士测量了它的偏振特性，发现法拉第旋转量（RM）两次以戏剧性的方式改变了其符号：从~10,000单位到~10,000单位，反之亦然。其他主要贡献者包括加州理工学院的LiamConnor博士和西弗吉尼亚大学的SarahBurke-Spolaor博士。在突发信号的传播过程中，偏振特性会受到周围等离子体的影响。RM可以由磁场和电子密度的积分乘积来近似表示。该研究的通讯作者DiLi博士说："RM的变化可以由任何一个因素引起，但符号变化必须来自于磁场的逆转，因为电子密度不能变成负值。"这种逆转可能是通过位于FRB源的10-5到100准秒之间的湍流、磁化的等离子体屏幕传播的结果。该研究的共同作者、云南大学的杨元培教授说："重复的快速射电暴周围磁场的湍流成分可能像毛线球一样混乱。"产生这种混乱的可能情况包括信号穿过一个同伴的光环，无论是黑洞还是有风的大质量恒星。了解FRB周围磁化环境的剧烈变化是了解这种宇宙爆炸起源的重要一步。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1360707.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1360707.htm

天文学家在巨大的宇宙网络中探测到了冲击波

天文学家在巨大的宇宙网络中探测到了冲击波由无线电、磁场和气体组成的复合模拟图像这个宇宙网最早是在20世纪60年代从理论上提出的，其结构从20世纪80年代开始在模拟中被模拟出来。最近，天文学家已经能够绘制出它的地图，并观察到它的丝状物的光芒。在这项新的研究中，来自ICRAR和CSIRO的科学家们已经成功地观察到了来自宇宙网中滚动的冲击波的无线电发射。这样做并不容易，因为这些信号极其微弱，很难从宇宙中不断响起的所有其他无线电发射的背景中挑出来。因此，研究小组转而关注一种不太常见的变化--偏振射电信号，它是在宇宙网中作为一系列过程的最终结果而产生的。宇宙网中物质密度较大的区域将通过引力吸引更多的物质。当物质落入这些区域时，它加热了那里的气体，从而以冲击波的形式向外辐射。当这些冲击波到达极冷的空隙时，这种相互作用会发出偏振的无线电光。该小组使用了来自几个项目和观测站的数据，包括全球磁离子介质调查、普朗克遗产档案、欧文斯谷长波长阵列和默奇森宽场阵列。这使他们能够将检测到的偏振射电发射数据堆叠在已知的宇宙网集群和丝状物的顶部，显示出这些检测确实来自于网络。"由于很少有来源发射偏振射电光，我们的搜索工作不容易受到干扰和污染，已经能够提供更有力的证据，证明我们看到的是宇宙中最大结构中的冲击波发射，这有助于证实我们关于这种大规模结构的增长模型，"该研究的主要作者TessaVernstrom博士说。该团队表示，这些新的观测结果将帮助天文学家了解磁力在宇宙中最大尺度上是如何运作的。这项研究发表在《科学进展》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348159.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348159.htm

天文学家探测到来自拥有巨大黑洞的银河系邻居的"幽灵"粒子

天文学家探测到来自拥有巨大黑洞的银河系邻居的"幽灵"粒子尽管在地球上探测到的这些被恰当地命名为"幽灵"的粒子大多来自太阳或我们自己的大气层，但有些中微子来自宇宙，远远超出了我们的银河系。这些中微子被称为天体物理学中微子，可以为了解宇宙中一些最强大的天体提供有价值的信息。一个国际科学家团队首次发现了从鲸鱼座NGC1068星系中发出的高能天体中微子的证据。这次探测是由冰立方中微子观测站进行的。这个重达10亿吨的中微子望远镜由科学仪器和冰组成，位于南极地表下1.5-2.5公里（0.9至1.2英里）处。美国国家科学基金会（NSF）为冰立方中微子观测站（IceCubeNeutrinoObservatory）提供了主要资金，威斯康星大学麦迪逊分校是牵头机构，负责该探测器的维护和运营。本月发表在《科学》杂志上的这些新结果，是在威斯康星州发现研究所的一次演讲中分享的。"一个中微子可以单挑出一个来源。但是只有用多个中微子进行观测，才能揭示出最有能量的宇宙物体被遮蔽的核心，"威斯康星大学麦迪逊分校的物理学教授、冰立方项目的主要研究人员FrancisHalzen说。"冰立方已经从NGC1068积累了大约80个太电子伏特能量的中微子，这些中微子还不足以回答我们所有的问题，但它们绝对是实现中微子天文学的下一个重要步骤。"冰立方由国际冰立方合作组织管理，该组织由来自世界各地58个机构的350多名科学家组成。威斯康星州冰立方粒子天体物理中心（WIPAC）是华盛顿大学麦迪逊分校的一个研究中心，是冰立方项目的牵头机构。WIPAC负责冰立方中微子观测站的维护和运行，包括确保探测器昼夜运行。该天文台通过微小的蓝光闪烁来探测中微子，这些蓝光被称为切伦科夫光，当中微子与冰中的分子相互作用时产生。在47光年的距离内，螺旋星系NGC1068是我们银河系的一个相对近的邻居。资料来源：NASA/ESA/A.vanderHoeven在WIPAC，一个由科学家、技术和支持人员组成的多元化团队使数据为科学服务，使冰立方的科学家能够进行广泛的调查。WIPAC团队为冰立方前十年的数据提供了一个新的版本，它使用了明显改进的探测器校准。这个卓越的数据集为确定NGC1068是一个中微子源做出了贡献。"几年前，NSF启动了一个雄心勃勃的项目，通过将光学和射电天文学的既定能力与探测和测量中微子和引力波等现象的新能力相结合，扩大我们对宇宙的了解，"NSF物理部主任DeniseCaldwell说。"冰立方中微子天文台将一个邻近的星系确定为中微子的宇宙源，这只是这个令人激动的新领域的开始，它有望深入了解大质量黑洞的未被发现的力量和宇宙的其他基本属性。"NGC1068星系也被称为Messier77，是迄今为止人们最熟悉和研究最深入的星系之一。这个星系位于4700万光年之外--从天文学的角度来看很近--用一副大型双筒望远镜就可以观察到。与我们的母星系银河系一样，NGC1068也是一个条形螺旋星系，有松散的旋臂和一个相对较小的中央隆起。然而，与银河系不同的是，NGC1068是一个活跃的星系，其中大部分辐射不是由恒星产生的，而是由落入黑洞的物质产生的，其质量比我们的太阳大几百万倍，甚至比银河系中心的非活跃黑洞还要大。从NGC1068方向探测到的大约80个过量的中微子是在改进分析技术和重新处理数据之后发现的--这项工作由WIPAC的冰立方研究人员领导。在冰立方看到的揭示中微子相互作用的模型采用了新的计算技术，可以更好地测量每个中微子的传入方向，以及通过机器学习对中微子能量进行更准确的测量。佐治亚理工学院的物理学教授、冰立方合作组织的发言人IgnacioTaboada表示，这一最新结果与之前在2020年发表的关于NGC1068的研究相比有了很大的改进。Taboada说："这种改进部分来自于增强的技术，部分来自于对探测器校准的精度升级。探测器操作和校准团队的工作使得更好的中微子定向重建能够精确地定位NGC1068并实现这一观测。"华盛顿大学麦迪逊分校的物理学教授AlbrechtKarle正在领导升级目前的冰立方观测站的工作，他说NGC1068的探测对中微子天文学的未来来说是"好消息"。这意味着有了新一代更敏感的探测器，将会有很多东西可以发现。他还在领导开发下一代中微子观测站，作为南极现有设施的延伸和技术升级而建造。Karle说："未来的第二代IceCube-Gen2观测站不仅可以探测到更多的这些极端粒子加速器，而且还可以在更高的能量下研究它们。"在探测到来自NGC1068的几十个中微子之前，冰立方的科学家们已经报告了对一个高能天体物理中微子源的首次观测。该源是TXS0506+056，一个位于猎户座左肩外的约40亿光年外的炽热星体。NGC1068的观测结果表明，还有更多的天体中微子源有待于发现。"冰立方之前已经发现宇宙中的中微子在发光，而这种发光的来源一直是一个令人兴奋的谜，"华盛顿大学麦迪逊分校的物理学教授、冰立方的成员贾斯汀-范登布洛克说。"NGC1068提供了这一难题的一个关键部分，但只能解释总信号的大约百分之一。一定还有许多其他的中微子源，而且很可能还有其他类型的源，等待我们去发现。"揭开被遮蔽的宇宙的面纱才刚刚开始，中微子将引领天文学的一个新的发现时代。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333055.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333055.htm