这一发现可以帮助天文学家最终确定快速射电爆发(
天文学家发现了一个来自遥远星系的奇怪而持久的无线电信号。
这一发现可以帮助天文学家最终确定快速射电爆发(FRB)的来源。
大多数FRB是来自数十亿光年之外的星系的无线电波的强烈爆发,在闪烁之前只持续几毫秒,是一次性事件。
这种新信号——FRB 2019 12 21 a——持续时间长达三秒,比平均FRB长1000倍,也具有迄今为止发现的最清晰的重复模式。
“这是不寻常的,”麻省理工学院(MIT)卡维利天体物理和空间研究所的研究员丹尼尔·米歇尔在一份声明中说。
“它不仅非常长,持续约三秒钟,而且有非常精确的周期性峰值,每一秒钟发出一次——嘣,嘣,嘣——就像心跳一样。
这是第一次信号本身是周期性的。
”
发现这种强烈重复的射电爆发背后的团队包括来自加拿大氢强度测绘实验(CHIME)/ FRB合作的研究人员。
展望未来,研究人员将试图捕捉来自同一来源的进一步爆发,这可能有助于更确切地揭示导致这些FRB的原因。
此外,由于其高度可靠的周期性,他们希望FRB 20191221A可以被用作一种“天体物理时钟”。
由于这种爆发的频率会随着源远离地球而变化,这种变化可以用来测量宇宙的膨胀。
自2007年首次被发现以来,FRB一直是天文学家的一个谜,他们能够追踪这些爆发到它们的起源星系,但尚未发现精确的发射源。
被认为对FRB发射负责的主要嫌疑人是被称为射电脉冲星和磁星的中子星类型,这一发现似乎表明这一理论是正确的。
“宇宙中没有多少东西会发出严格的周期信号,”米奇利在声明中说。
“在我们自己的星系中,我们知道的例子有射电脉冲星和磁星,它们旋转并产生类似于灯塔的光束发射。
我们认为这个新信号可能是一颗磁星或脉冲星。
”
脉冲星是快速旋转并发出强烈辐射的中子星,而磁星是具有极其强大磁场的恒星残余。
所有类型的中子星都是在大质量恒星到达其生命的尽头,耗尽核聚变的燃料,不再能够支撑自己抵抗引力坍缩时形成的。
这导致了大规模的超新星爆炸,留下了宇宙残余物,这是一种密度如此之大的中子星,以至于一茶匙的组成物质就重达8.8万亿磅(3.9万亿千克)。
对FRB 20191221A的研究可以帮助天体物理学家更好地理解这些天体。
FRB检测的未来是光明的。
信号FRB 20191221A最早是由CHIME在2019年12月21日探测到的,当他观察传入的数据时,Michilli立即发现了它的不寻常性质。
当麻省理工学院的研究人员和他的队友分析来自遥远星系的这种信号模式时,他们发现了与银河系中离家更近的射电脉冲星和磁星的发射相似之处。
FRB 20191221A与我们银河系内这些物体发出的信号有一个关键区别,然而,前者比后者亮一百万倍以上。
Michilli认为FRB 20191221A的高亮度闪光可能表明发射它们的射电脉冲星或磁星通常不太亮。
这可能意味着一些未知的机制或事件导致它在一个不寻常的三秒钟窗口内发出了一系列明亮的爆发。
CHIME是一台干涉式射电望远镜,由四个大型抛物面反射器组成,随着我们的星球旋转,它不断扫描地球上空,幸运的是,它的位置正好捕捉到了这一罕见的爆发。
这台仪器是由四个大型抛物面反射器组成的干涉射电望远镜,对发现FRB并不陌生。
自2018年开始运营以来,它已经发现了数百次这样的爆发。
“CHIME现在已经检测到许多具有不同属性的FRB,”Michilli说。
“我们已经看到一些生活在非常动荡的云中,而另一些看起来像是在干净的环境中。
根据这个新信号的特性,我们可以说,在这个源的周围,有一团等离子体,它肯定是极其动荡的。
”
Michilli补充说,未来的望远镜每月可以探测到数千个FRB,并希望像FRB 20191221A这样的周期性信号可以出现在其中。
“这次探测提出了一个问题,即什么可能导致这种我们从未见过的极端信号,以及我们如何利用这种信号来研究宇宙,”Michilli总结道。
主要数据来源普朗克卫星(2013–2021)测宇宙微波背景辐射(CMB),给出:137.97 亿年(138.2 亿年)。
近年(2025)CMB 高精度测量(ACT 等)精度提高到约 0.1%,结果仍确认:138 亿年。
交叉检验最老恒星年龄:126–130 亿年(比宇宙年轻,符合逻辑)。
放射性元素衰变、高红移星系年龄(如 MoM-z14 形成于宇宙约 2.8 亿岁时)均与 138 亿年一致。
简单说教科书 / 标准答案:138 亿年更精确值:137.97 亿年所有数据都建立在大爆炸 +ΛCDM 标准模型上;
如果未来有全新模型(比如有人提出宇宙可能更老,如 300 多亿年),那还需要更多证据才能取代现在的结论。
它拥有世间顶尖的引力束缚力,独特的视界边界划分出截然不同的时空领域,只要踏入视界范围之内,就连每秒三十万公里的光速,都没办法挣脱引力拉扯向外逃离。
今天就用闲聊述说的口吻,聊聊黑洞引力的奇特特性,讲讲视界的划分意义,理清为何光速都无法从黑洞内部脱身,一同揭开这片宇宙禁区的神秘面纱。
宇宙天体的引力强弱,一直和自身质量、密度牢牢挂钩。
普通恒星、行星的引力,只能束缚周边卫星与星际物质,物体只要达到对应速度,就能摆脱引力飞向深空。
而黑洞诞生于大质量天体的末期演化,巨型恒星燃料耗尽后,再也无法支撑自身庞大躯体,核心在自身重压下急剧向内坍缩,体积被无限压缩,密度飙升到难以想象的地步。
极致致密的结构,催生出碾压所有常规天体的超强引力,这也让黑洞拥有了独一无二的宇宙统治力。
从黑洞形成的那一刻开始,它就注定成为宇宙里特殊的存在,和我们熟知的星体运转规律彻底区分开来。
围绕黑洞存在一层无形的边界,这便是人们常说的事件视界。
它没有实体外壳,肉眼无法直接看见,却是一道无法逾越的分界线。
视界之外的宇宙空间,依旧遵循常规物理规则,光线、星体、宇宙尘埃都能自由穿梭,天体也可以依靠运动速度远离黑洞影响范围。
一旦物质、光线跨越这条无形界线,彻底进入视界内部,一切都会发生颠覆性改变。
黑洞恐怖的引力会牢牢锁定内部所有存在,再也没有力量能够带着物质脱离这片区域。
衡量天体引力束缚能力,有一个关键参照标准就是逃逸速度,也就是物体摆脱天体引力束缚,飞向宇宙远方需要具备的最低速度。
地球有着自身对应的逃逸速度,火箭突破临界数值便能冲出大气层奔向太空,太阳系里的各大行星、恒星,都有着各自固定的逃逸速度门槛。
黑洞打破了常规天体的速度极限,视界内部的逃逸速度直接超越光速。
光速是目前人类认知里宇宙最快运动速度,连光线本身都没办法积攒足够速度冲破引力牢笼,其他星体、星际物质自然更没有脱身的可能。
光线坠入黑洞视界后,无法向外反射、传播,我们没办法捕捉到黑洞自身散发的光亮,这也是黑洞漆黑一片、难以直接观测的根本原因。
任何闯入视界之内的物质,不管是庞大的恒星残骸,还是细碎的气体尘埃,都会被强大引力不断拉扯撕扯,最终向着黑洞中心奇点不断坠落,彻底消融在这片深渊之中。
超强引力不止禁锢视界内部的一切,也会剧烈扭曲周边时空。
靠近黑洞的星体运行轨迹会被强行弯折,光线途经周边空间也会发生明显偏转。
不少遥远天体发出的光芒,在奔赴地球的途中靠近黑洞区域,都会被引力改变行进路线,这也给天文观测带来了奇妙的视觉效果。
科研人员依靠光线弯折、天体异常运动等间接痕迹,一步步推算黑洞位置,测算它的质量与引力强度。
时至今日,人类依旧没办法近距离抵达黑洞视界实地探查,视界内部的时空结构、物质形态,还留存着大量未解谜题。
光速无法逃逸的特性,让黑洞成为宇宙天然的隔绝领域,里面的一切变化都无法向外传递信息。
黑洞凭借极致强大的引力,划定出超越光速束缚的视界禁区,成为宇宙中最神秘的深渊天体。
这份打破常规物理认知的特质,不断吸引着人类探索研究,随着天文观测技术持续进步,未来我们也会慢慢解锁更多黑洞隐藏的宇宙奥秘。