15亿光年外神秘信号重复发射,有外星生命在试图联系地球?


宇宙,这个最神秘的空间,从发现之初就在不断地被人类进行探索。宇宙中有太多太多不可思议的现象和难以理解的发现,总是在挑战着人类的想象力。比如无法理解的黑洞,极其危险的伽马射线星系的融合,奇异的星云。科学家建设了射电望远镜后,对于宇宙的观察就更加丰富了。这类望远镜就像卫星一样,能够从各个方向接收信号,分析宇宙的信息,绘制宇宙的地图

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在上世纪60年代,因为射电望远镜的建设,人类发现了脉冲星、类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子。这极大的改变了人们对宇宙的看法,原本认为空洞的宇宙空间还存在大量未知的存在。如今射电望远镜的发展应用广泛,技术也越来越成熟,现在全球还有基于射电望远镜矩阵建设的“全球VLBI网”在捕捉各种信号方面有着极强能力

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神秘信号

上世纪七十年代开始,欧美国家航天事业的快速发展让他们在宇宙探索上有了许多其他地区所没有的信息发现。也是在这一时期,关于对外星人的流言故事越来越多,并且愈发盛行,广泛地传播在天文学爱好者群体中。

为了探寻地外文明的可能性,一些学术组织和大学单位组建了一个非营利性组织“SETI”。SETI旨在利用地球上先进的射电望远镜等观测设备和互联网链接的闲置计算机,对地外文明信号进行搜寻、记录。

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作为曾经世界上最大的射电望远镜阿雷西博望远镜有着最大的望远镜口径。为了庆祝这一大型射电望远镜的建成,SETI利用该望远镜向离地球25000光年远的一个名叫M13的球状星团发送了一条信号。如果有外星文明发现这条信息并对其进行正确破解的话,就能得到地球文明的重要信息。

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到了1977年,SETI用俄亥俄州大学的一个巨耳无线电望远镜接收到了一条奇异信号。在对信号的分析中得知,这个信号并非来自类地行星和太阳系,当分析人员在星际讯号天线选单中对其进行分析时,圈出了“WOW!”这一信号似乎像是一种地外文明发出的,不过在此之后,这个信号便没有了踪影

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不仅是SETI,科学家也从来没有放弃过对地外文明的搜索。在2007年时,科学家们在进行射电望远镜数据收集时接收到了一种重复发射的神秘信号这个信号来自15亿光年外,从某个遥远的星系经历穿梭到达了地球。

快速射电暴

这次的发现和往期的电磁信号数据对比发现,这个信号爆发时间很短,持续时间不到5毫秒。另外在爆发属性的显示报告中,这个信号与它所处的小麦哲伦星系3以及和银河系上都没有物理性关联。后来研究人员认为这可能是一次超新星爆发事件所带来的一种奇异影响,理论上,每天可能有数百次类似的事件

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在往后的数年时间,随着射电望远镜的不断发展,这种神秘的脉冲信号断断续续地被接收到。2011年时,这类脉冲信号被正式命名为快速射电暴“FRB”,并以发现时间加以后缀。阿雷西博望远镜在后续的一次监测中,发现了FRB信号里的等离子体色散效应,证实了这种信号来自距离地球15光年以外的区域,并推测在可观测的宇宙范围中每天会发生10000次FRB

由于信号特殊,而且不确定来源,部分研究学者猜测这是否为外星生命信号的可能。比如外星文明的发射器或者宇宙飞船,这类设备也可以发射出这种极具能量的信号,如果真是这样,那么很有可能是外星生命正试图联系地球

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分析猜测

快速射电暴是宇宙无线电波的一次短暂明亮的爆发,FRB持续时间虽然短暂,但有着相当惊人的能量。根据天文学家的推测,一次普通的快速射电暴能够释放出相当于地球发射百亿年的电磁波

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观测人员除了一直在跟踪这种信号外,2015年,NASA通过对哈勃望远镜拍摄的仙女座星系图像分析。天文学家发现了地外银河系信号中极强磁场的螺旋特征,这个发现帮助了研究人员更好地理解FRB。

仙女座的磁场确切来源并不清楚,但是它的FRB可能靠近一个超大质量黑洞,黑洞强大的引力搅动着周围一切。通过不断地分析以往的数据,同时2015年由同一物体不断的发射了200多次无线电波。这让天文学家最终把此次爆发锁定在一个特定的星系中,阿雷西博也在2016年收集的数据分析中认识到了FRB121102自旋的特殊性,这必须要靠近非常强大的磁场才能形成。

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对于这种磁场的解释是基于一个超大质量的黑洞,这个黑洞质量相当于数千个太阳,这个黑洞可能是停在爆发所在的星系中心。因为我们所在的银河系中心附近的脉冲星也会发出这种带有强自旋的“法拉第旋转”。这是由于电磁辐射的一种偏振特性,包括光和无线电波都有这种现象,它能够指示波的方向。也是由于这一点,研究人员确定了FRB里无线电光中表现出的法拉第旋转。

FRB后来发现的十多年里,一直让天文学家目瞪口呆,一时间非常难以解释。很长一段时间里,这种现象都被认为是一种一次性现象。在对FRB121102的持续跟踪发现,这种快速射电暴似乎有一种周期性。在以往多次的发现中,FRB总是聚集着强大的电磁能量,而且信号非常明亮。而FRB121102的亮度相对较暗,并呈现出规律性

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源头

为了探明这种周期性是否成立,经过157天的观测发现,该信号活跃时间为90天,然后进入沉寂阶段,然后再逐渐发射,然后重复。除此之外,FRB121102也是仅有会重复运动的两个信号中的一个。另一个FRB信号周期比该信号短大约10倍,属于罕见的快速射电暴。

另外,科学家们还对FRB121102建立了双星体系的二进制模型,来假设这一信号如果出自于恒星之间的作用。通过模型的研究,快速射电暴的电磁信号规律周期性呈现,源于磁场的影响。当两个不同天体磁场的对立影响,天体之间的吸积作用导致磁场变化,而这个系统的引力辐射脱离双星时,所产生的间歇性罗氏叶溢出,可能是FRB121102呈现出规律的周期性原因。

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对于快速射电暴这种现象的形成原因,众说纷纭,人们很难确认到底是什么引起的。但在150多次的记录里已经可以确定,这并不是什么外星生命所发射出的信号,而是一种天体物理现象,只不过不能完全判定是由哪种天体引起

证据

中国在天文探测领域方面一直在不断的努力建设,对于各种天文现象我国也在一直跟踪研究。FRB一直以来都在欧洲地区有众多发现和进展,在以往我国对FRB的研究中处于被动状态,关键数据也不在手上。随着我国“天眼系统”的建立,在天文观测上有了质的突破,在探测射电暴等脉冲信号上,天眼系统能够接收更大面积的信号,并且有着更高的灵敏度。这能够让我们看到国外研究团队不容易探测到的信号。

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2018年,澳大利亚的天文团队发现了一个FRB的爆发源,我国在得到这一爆发源的信息后对其进行了观测。这次FRB180301的信号在往后的跟踪探测中,发现其每个脉冲信号偏振变化的多样化,这说明FRB的爆发源很有可能是来自密度极高的天体磁层。这样的直接观测证据否定了欧洲学者以往对FRB现象是来自粒子冲撞以及其他理论的学说,更多的理论支持被放在了“磁星”影响上。

大型恒星在经过超新星爆发后会塌缩成一颗中子星,磁场也会迅速增强。在爆发期间,自身可能会损失一定质量,如果要避免成为黑洞,就必须释放出自身80%的质量。在这个演化中,如果磁场和自转速度非常强大的话,便有机会成为磁星。磁星外壳具有等离子和铁为主的重元素,张力产生时便会释放出大量的能量射线,如X射线、伽马射线

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另外,我国的科研团队在对FRB200428的观测中发现,这次的FRB能量比之前发现最弱的快速射电暴还要弱30倍。部分天文学家认为一些有规律、重复爆发且能量较弱的FRB起源于磁星,而另外一种只观测到一次的强爆发则可能来自两个密度极高的天体碰撞或者其他天文现象。在快速射电暴的观察中,目前还没有详细地完全研究。但多样化的爆发在未来可以进行分类,并进行类比分析,这些现象很有可能是来自相同的物理起源

未来仍将继续观测

如今我国对FRB的精准观测离不开天眼FAST系统,其在国际上有着深远的影响,同样也找到了大量类似的脉冲星,另外在引力波探测上,FAST也能够对各种高密度天体进行仔细的观测

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在未来对于FRB的观测记录还将继续进行,我国也会把相关的研究数据公布出来,同国际天文组织一同研究这一现象的起源。随着越来越多的观测记录,FRB也不再像以往那样神秘,而是有着重要的研究意义。在这些各种现象中,能够帮助我们更好地认识宇宙的物理性质

结语

宇宙中还有许许多多的未知信息等着人类去破解,这种强力的快速射电暴只是其中的一种。对FRB的多年研究认识,也让科学家对宇宙空间有了更多新认识。宇宙也并不是空荡荡的,这里面充满着各种射线、能量粒子。快速射电暴或许只是宇宙里一种普通的“运动”,只是由于在射电望远镜创建以前,人类没有先进的观测手段对宇宙进行仔细的观察。

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而如今有了先进的科技和众多通力合作的天文学家以及研究人员,我们才得以知道这一奇特的现象。人类的渺小在宇宙中又一次体现,但人类并不会放弃探索和学习。对快速射电暴的持之以恒的研究也证明了这种精神。

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页面更新:2024-04-18

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