一个国际团队发现了持续时间不到一毫秒的远程宇宙无线电波爆炸。这种“快速射电暴”(FRB)是迄今为止检测到的距离最远的一次。它的光源被欧洲南方天文台(ESO)的甚大望远镜(VLT)确定在一个遥远的星系中,以至于它的光花了80亿年才到达我们。FRB也是迄今为止观测到的最活跃的FRB之一。在不到一秒的时间里,它释放出的气体相当于太阳30年来的总排放量。

天文学家探测到迄今为止最远的快速射电暴

这次爆发被命名为FRB20220610A,是澳大利亚ASKAP射电望远镜于去年6月发现的,它打破了该团队之前的距离记录50%。

澳大利亚麦考瑞大学的天文学家斯图尔特·赖德(StuartRyder)说:“利用ASKAP的一系列碟形天线,我们能够精确地确定爆发的来源。”宇宙红移1”并发表在《科学》杂志上。

“然后我们在智利使用[ESO的VLT]来搜索源星系,发现它比迄今为止发现的任何其他FRB源更古老、更远,并且很可能位于一小群合并星系中。”

这一发现证实,快速射电暴可用于测量星系之间“缺失”的物质,为“称量”宇宙提供了一种新方法。

目前估计宇宙质量的方法给出了相互矛盾的答案,并对宇宙学的标准模型提出了挑战。

斯威本大学教授瑞安·香农(RyanShannon)表示:“如果我们计算宇宙中正常物质(组成我们的原子)的数量,我们会发现今天应该存在的物质有一半以上缺失了。”澳大利亚科技公司也是这项研究的共同领导者。

“我们认为缺失的物质隐藏在星系之间的空间中,但它可能非常热且扩散,以至于使用正常技术无法看到。”

“快速射电爆发可以感知到这种电离物质。即使在几乎完全空的太空中,它们也可以‘看到’所有电子,这使我们能够测量星系之间有多少物质,”香农说。

正如已故澳大利亚天文学家Jean-Pierre(JP)Macquart在2020年所表明的那样,寻找遥远的FRB是准确测量宇宙缺失物质的关键。

“JP表明,快速射电暴距离越远,它在星系之间揭示的气体就越扩散。这现在被称为麦夸特关系。最近的一些快速射电暴似乎打破了这种关系。我们的测量证实了麦夸特关系成立超出了已知宇宙的一半,”莱德说。

“虽然我们仍然不知道是什么导致了这些巨大的能量爆发,但论文证实快速射电爆发是宇宙中的常见事件,我们将能够利用它们来探测星系之间的物质,并更好地了解星系的结构宇宙,”香农说。

这一结果代表了当今望远镜所能实现的极限,尽管天文学家很快就会拥有检测更古老、更遥远的爆发、确定其源星系并测量宇宙缺失物质的工具。

国际平方公里阵列天文台目前正在南非和澳大利亚建造两座射电望远镜,它们将能够发现数千个快速射电暴,其中包括现有设施无法探测到的非常遥远的射电望远镜。ESO的超大望远镜是在智利阿塔卡马沙漠建造的39米望远镜,它将成为少数能够研究比FRB20220610A更远的爆发源星系的望远镜之一。