中国科学院国家天文台李迪教授课题组基于500米口径球面望远镜(FAST)的精确观测,揭示了活跃重复快速射电暴中的圆极化现象.
他们的发现发表在《科学公报》上。
快速射电暴 (FRB) 是宇宙中最明亮的射电闪光。一次 FRB 事件的估计等效能量可以与太阳在一整天甚至一个月到一年内输出的能量相媲美。
自 2007 年报道第一个 FRB 以来,已经发现了 600 多个 FRB 源,其中大部分仅被探测到一次。只有不到 5% 的 FRB 具有重复爆发,其中只有不到 10 个可以被描述为活跃的。
作为电磁波的基本特性之一,极化携带着有关快速射电暴固有特性及其环境的关键信息。许多常见的光源,包括白炽灯泡和大多数恒星,如我们的太阳,都会发出非偏振光。几乎所有重复 FRB 都检测到线性偏振。然而,圆极化仍然相对罕见。据报道,只有一个重复 FRB,即 FRB20201124A,具有圆偏振。
FRB20121102A 是第一个已知的中继器。FRB20190520B 由共生射电天文快速巡天 (CRAFTS) 发现,是已知的第一个持续活跃的中继器。它们是唯一被发现与持久无线电源 (PRS) 相关联的中继器,这可能是它们年轻的标志,并且与它们过度活跃的本性有关。FAST 成功捕获了这两个 FRB 的极其活跃的事件,从而可以精确表征它们的极化。
通过系统的数据分析,研究人员在两个 FRB 的爆发中检测到不到 5% 的圆极化。最大圆偏振度高达64%。大程度的圆极化不利于多路径传播作为原因。目前可行的假设包括法拉第转换和/或源固有的辐射机制。
截至目前,圆极化在非中继器中的发生频率明显高于中继器。因此,在重复 FRB 中产生圆极化的条件应该更少。
这项工作将具有圆偏振的重复 FRB 的数量从一个增加到三个。在 FRB20121102A、20190520B 和 20201124A 中检测到圆偏振可能表明圆偏振是重复 FRB 中的一个共同特征,尽管偶尔会出现。
FAST 对偏振的进一步系统和精确表征将为 FRB 的发射机制提供新的思路,并最终有助于揭示我们动态宇宙中此类神秘事件的起源。