2007-10-01

宇宙神祕能源爆發 天文學家傻眼

Mysterious energy burst stuns astronomers
http://www.physorg.com/news110194718.html

September 28, 2007

天文學家在研究來自於澳洲一座無線電波望遠鏡的存檔資料時,發現一個強烈的、稍縱即逝的無線電波爆發,他們說,這代表一種全新類型的天文現象。

"這次爆發顯然源自於遙遠的宇宙,且很可能是由特異事件所產生,例如二顆中子星相撞或是蒸發中的黑洞在做垂死掙扎," Duncan Lorimer 說,西維吉尼亞大學(WVU)物理系助教授,以及國家電波天文學天文台(NRAO)的成員。由 Lorimer 所領導的研究團隊由澳洲 Matthew Bailes of Swinburne 大學、賓州 Lancaster 的 Crawford of Franklin and Marshall 學院所組成。天文學家們在 9/27 線上版的期刊 Science Express 發表他們的發現。

當 WVU 大學生 David Narkevic 重新分析由 210 英尺的澳洲 Parkes 無線電波望遠鏡所觀測,來自於小麥哲倫星雲(Small Magellanic Cloud)的資料後,有了這個令人吃驚的發現。這些資料來自於麥哲倫星雲的調查,那包括 480 小時的觀測。

"這次調查企圖要發現新的脈衝星,而且已經在資料中找過由脈衝星所產生的那類型的訊號," Lorimer 說。"我們重新檢視資料尋找爆發,那與來自於脈衝星的十分不同,而且也無法預測," 他提到。

這次調查涵括麥哲倫星雲,一對小星系,在軌道中環繞我們的銀河。離地球約有 20 萬光年,麥哲倫星雲是南半球天空中顯著的特徵。諷刺的是,這個新發現不屬於這些星系的任何一部份,而是在更加遙遠的距離。

"這調查能將星雲周遭的天空涵括進來,真的頗為幸運," Narkevic 說。在資料中所顯現的神祕無線電波爆發,是來自於這些「側面(flanking)」觀察。

這次無線電波爆發依照天文學標準來說很強,不過只持續不到 5 ms。訊號是向外擴散,先前這些頻率較低,之後以較高頻抵達望遠鏡。這種效應稱為 dispersion(在光學中指色散,地球物理學中指頻散,對電磁波而言二者意義相同),起因於訊號通過星際間與星系間的離子化氣體。 dispersion 的總量,天文學家表示,指出訊號很可能起源於離地球 30 億光年遠的地方。

先前所偵測到的宇宙無線電波爆發特性都與其不同。"這次爆發代表一種全新的天文現象," Bailes 說。天文學家基於他們的結果估計,每日天空中應該都會發生幾百次類似事件。"對於這樣的短期爆發,很少有無線電波調查具備必要的敏感度,這使得它們惡名昭彰的難以被當前的儀器偵測到," Crawford 說。次世代無線電波望遠鏡目前正在開發中,應當能在天空中偵測到許多這類爆發。

雖然這種神祕新天體的本質仍未知,天文學家對於是什麼導致這種爆發已有一些構想。想法之一是,它可能是一對密度超高的中子星碰撞與合併時所釋出的能量。這樣一個事件被某些科學家認為是某類 γ 射線爆發,不過到目前為止,從中子星事件中所觀測到的唯一無線電波發射,是來自於壽命較長的「餘暉(afterglow)」 ,那是隨著原本的爆發而來。

另一個更加奇特的候選者是,來自於蒸發中黑洞的能量爆發。黑洞,由於質量如此集中,甚至連光線都無法逃離它的強大重力,可經由知名英國物理學家 Stephen Hawking(霍金)所提出的一種過程,失去其質量與能量。研究者表示,這個新發現的無線電波爆發,或許是黑洞終將完全蒸發之前所吐出的「最後一口氣」。

"我們在其他脈衝星調查檔案中主動尋找更多這些強大而短暫的爆發,並希望能解開它們的起源之謎," McLaughlin 說。"此外,若我們能將這些事件與已知距離的星系相關連,我們所測量到的無線電波 dispersion,就可以成為一種強而有力的新方法,來決定銀河間物質的總量," 她提到。

Parkes 無線電波望遠鏡是 Australia Telescope 的一部份,那是由澳洲全體公民所資助,以國家設施來營運。NRAO 則是 NSF 的設施,在與 Associated Universities, Inc. 的協議下共同營運。

※ 相關報導:

* A Bright Millisecond Radio Burst of Extragalactic Origin
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/1147532
D. R. Lorimer, M. Bailes, M. A. McLaughlin, D. J. Narkevic,
F. Crawford
Science Express, Published Online September 27, 2007
DOI: 10.1126/science.1147532
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1 則留言:

fsj 提到...

75億光年前伽瑪爆 肉眼看得到

王嘉源/綜合廿一日外電報導 中國時報 2008.03.22

美國「國家航空暨太空總署」(NASA)廿日表示,他們偵測到有紀錄以來宇宙間最為明亮的恆星爆炸現象,這場超強的能量釋放距地球七十五億光年之遙,但人類透過肉眼就可觀測到。

NASA的「史威夫特衛星」十九日監測到這場「伽瑪射線爆發」(gamma ray burst,簡稱伽瑪爆),並為其取名為「GRB080319B」。這次伽瑪爆打破過去肉眼可見最遙遠天體的紀錄。

NASA「哥達德太空飛行中心」的史威夫特研究團隊成員霍蘭德說:「沒有其他如此遙遠的已知天體或爆炸,可以用肉眼觀測得到。」哥達德太空中心位於美國東部馬里蘭州郊區。

霍蘭德說:「如果有人恰好在準確的時間點,朝著正確方位觀測,就能瞧見在無光學儀器協助之下,肉眼所能目睹的最遙遠天體。」

伽瑪射線爆是目前已知威力僅次於宇宙生成「大霹靂」(Big Bang)的宇宙爆炸現象,長久以來一直是天文大謎題之一。伽瑪爆的成因可能是大質量恆星耗盡核心燃料,星核塌陷成黑洞或形成中子星時的能量爆發。伽瑪爆來自遙遠的宇宙深處,有助於科學家了解宇宙生成之初的奧祕。

史威夫特衛星的「爆發預警望遠鏡」十九日發現這起天體爆炸,並確定爆炸方位在牧夫座,接著地球上的望遠鏡也調整角度見證爆炸餘暉。

NASA的觀測數據顯示,這起爆炸發生於七十五億光年前,比地球形成的時間(四十五億光年前)還早,距離也超過可見宇宙範圍的一半。迄今肉眼可見的最明亮天體是M33星系,它距離地球二百九十萬光年之遙,是銀河系的近鄰。

哥達德太空飛行中心的哥瑞爾說,這次觀測到的伽瑪爆,「讓我們至今所見過的伽瑪爆都相形失色」。這次伽瑪爆是史威夫特衛星監測到的四起爆炸之一。

NASA監測到這起伽瑪爆的日子,與著名科幻小說《二○○一太空漫遊》的作者亞瑟.克拉克辭世恰巧是同一天。史威夫特團隊成員、美國賓州州立大學的拉庫森說:「巧合的是,克拉克去世好像觸發伽瑪射線,令宇宙為之一亮。」