快速射电暴(FRB)是一种奇怪的事件。它们只能持续几毫秒,但在此期间可以比星系更耀眼。一些快速射电暴是重复的,这意味着它们可以在同一位置发生多次,而另一些快速射电暴似乎只发生一次。我们仍然不完全确定是什么原因导致它们,或者即使这两种类型具有相同的原因。但由于地面射电望远镜和天基X射线天文台的观测合作,我们开始弄清楚快速射电暴。

了解快速射电暴真实本质的另一条线索

大多数快速射电暴发生在我们银河系之外,因此虽然我们可以确定它们的位置,但很难观察到有关其原因的任何细节。然后,在2020年,我们在银河系中观察到了一次快速射电爆发。随后的观测发现,它起源于一颗被称为磁星的高度磁化的中子星区域。

这导致人们认为磁星是快速射电暴的来源,可能是通过类似于太阳耀斑的磁耀斑产生的。但磁星和类太阳恒星有很大不同。目前还不清楚磁星如何能够如此快地释放如此巨大的能量,即使其磁场很强。现在一项新的研究表明磁星的旋转起着关键作用。

这项研究出现在预印本服务器arXiv上,重点关注2020年FRB磁星。它被称为SGR1935+2154,既是磁星又是脉冲星。这意味着它在旋转时会发出规律的无线电波。

脉冲星具有令人难以置信的规律性,被用作一种宇宙时钟,用于从研究引力波到假设的银河系导航等各种用途。但随着时间的推移,脉冲星的旋转速度会减慢,因为旋转能量会由于其磁场而辐射出去。通过观察这种衰变率,天文学家可以更好地了解中子星和磁星的结构。

但有时旋转速度会突然改变。如果旋转突然加速,则称为故障;如果旋转突然减慢,则称为反故障。人们认为,当中子星发生某种突然的结构变化(例如星震)时,就会发生这些故障。

2022年,美国宇航局的核光谱望远镜阵列(NUSTAR)航天器和国际空间站上的中子星内部成分探测器(NICER)都观测到了来自SGR1935+2154的另一次快速射电爆发。他们共同获得了磁星爆发前、爆发期间和爆发后的X射线数据。研究小组随后观察了同一时间的射电观测结果,发现脉冲星的旋转速度在爆发期间有所下降。这意味着旋转和爆发之间的联系。

总体而言,研究小组观察到,在爆发前不久,SGR1935+2154发出了X射线颤动,然后旋转出现故障,爆发本身,然后恢复到正常旋转速度。这只是一项观察结果,但看起来磁星在爆发之前已经准备好释放磁能,并且旋转的变化为产生快速射电暴创造了必要的条件。