快速射电暴来自奇异星外壳的塌缩吗？周一·最新发现

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自从2007年第一次被探测到以来，快速射电暴 (FBRs)就成功地引起了天文学家的注意。它一开始被命名为“洛里默暴”，因为它的发现者是来自西弗吉尼亚大学的邓肯?洛里默。在射电天文学中，FBRs指的是来自遥远宇宙源的瞬态射电脉冲，通常会持续几毫秒。

自2007年以来已发现了超过24次的快速射电暴，但科学家们仍然不确定是什么导致了它们的发生——尽管从爆炸的恒星和黑洞到脉冲星和磁星等理论都被提出用以解释它。然而，中国天文学家小组的一项新研究表明，快速射电暴可能与围绕着“奇异星”形成的外壳有关。根据他们所建立的模型，正是这些外壳的塌缩导致了高能爆发，成为可以在光年以外的地方看到的快速射电暴。

这项名为“快速射电暴来自奇异星外壳的坍塌”的研究最近在《天体物理学杂志》上发表。该研究小组由南京大学天文与空间科学学院(SASC)的张岳（音）领导，其中包括耿金骏（音）和黄永锋，他们分别是来自SASC以及现代天文和天体物理教育部重点实验室的博士后和教授。

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快速射电暴可能是由围绕着“奇异星”的外壳坍塌所引起的能量爆发。

Credit: NASA/Goddard Space Flight Center

正如他们在研究中所表述的，之前所有用来解释FRBs的尝试都无法回答FRBs的来源问题。更重要的是，迄今为止，还没有在其他波段检测到非重现的FRBs，而对其起源的研究也被可重现的FRBs的研究混淆。这是由于前者经常被归因于灾难性事件，是无法重复发生的。

在FRBs的观测实例中，这些灾难性事件包括:“磁巨耀斑、磁化的超压旋转中子星的塌缩、中子星的合并、白矮星的合并、中子星和小行星之间的碰撞、中子星与白矮星的碰撞，以及原始黑洞的消失。”

另一方面，对于可重现的FRBs而言，各种模型表明它可能是由“高度磁化的脉冲星穿过小行星带、中子星-白矮星双星传质，以及脉冲星的星震”造成的。研究小组提出了一种新的模型，即在某些类型的中子星（“奇异星”）上物质的积聚和塌缩可以解释FRBs。他们解释道:

据推测，奇异夸克物质(SQM)是一种密度较大的物质，由大约等量的上、下和奇异夸克组成，可能比普通核物质(如56 Fe)的能量更低，所以它可能是强子物质的真正基态。如果这个假设是正确的，那么这种中子星(NSs)实际上可能是“奇异星”。

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与FRBs相关的射电源。

Credit: M. Weiss/CfA

根据这个模型，奇异星会随着时间的推移，在其表面形成一层强子物质。当这些SQM恒星从环境中吸收物质时，它们的地壳变得越来越重。最终，这将导致地壳坍塌，留下一颗炽热而裸露的奇异星，它是成为电子和正电子对的强大来源。

然后这些电子对会在很短的时间内释放出大量的磁性能量。研究小组进一步假设，在坍缩过程中，磁能的一小部分将被转移到SQM恒星的极地区域，磁场能量在那里被释放出来。这将导致电子和正电子加速到超相对论的速度，然后沿着磁场线展开，形成一个外壳。

与恒星超过一定距离后，将产生无线电波段中的相干发射，从而产生FRBs。他们还推测，同样的现象可以产生可重现的FRBs。一种可能是，一颗SQM恒星的外壳可以随着时间的推移被重建，这样塌缩就可以重复发生。第二，在任何给定的时间内，只有一小部分地壳坍塌，从而导致了重复的事件。

他们的结论是，在此之前，还需要进一步的研究:

由于这段重建时间十分漫长，在设想中，来自同一来源的多个FRB事件似乎不太可能发生。因此，我们的模型更适合于解释非重现的FRBs，然而我们也应该注意到，在坍塌过程中，如果地壳中只有一小部分(在极地区域)落在了SQM核上，而地壳的另一部分保持稳定，那么就可以显著地减少地壳的重建时间，并且仍有出现可重现的FRBs。

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位于彭蒂克顿（Penticton）大氢强度映射实验(CHIME)望远镜。

Credit: CHIME/DRAO

他们声称另一件需要进一步调查的事情是，一颗奇异星的外壳的坍塌是否会导致电磁波以外的电磁辐射。目前，X射线和伽玛射线波段的辐射都因太微弱而无法观测到。出于这些原因，要对FRB源进行进一步的研究，就需要更灵敏的仪器。

其中包括加拿大氢强度映射实验(CHIME)望远镜——它位于不列颠哥伦比亚省的彭蒂克顿（Penticton），以及目前正在南非和澳大利亚建设的平方公里阵列(SQA)，这些为射电天文学优化的设施，预计将揭示更多关于FRBs和其他神秘宇宙现象的信息。

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作者：Matt Williams

翻译：临安

编排：临安

校对：elah

牧夫新媒体编辑部

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