中国天眼收到13亿光年外强烈信号,54天重复1863次

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根据发表于全球顶级科学杂志《自然》(Nature)的一项最新研究[1],中国天文学家通过中国天眼FAST,接收到了宇宙深处传来的一个强烈重复无线电信号,54天内重复探测到了1863次。那么,这个重复信号究竟是“谁”发出的?我们该不该回复?

中国天眼FAST是一座口径达到500米的巨型射电望远镜,要论单一填充口径射电望远镜,FAST为世界第一大。由于口径巨大,FAST拥有极高的灵敏度和信噪比,能被用于探测宇宙中的各种无线电信号。

我们能看到物体,是因为光携带物体的信息进入我们的眼睛,这些光被称为可见光。而我们能用手机连接无线网络进行上网,是因为线电信号可以携带信息传播,这些信号本质上也是光,只是肉眼看不见。

无线电信号与可见光一样都属于电磁波(另外还包括微波、红外、紫外、X射线、伽马射线等),运动速度都是光速。电磁波之间的区别是波长或者频率不同,不同波段的光需要用不同的观测设备来探测。

宇宙中存在丰富的无电线波,它们到达地球时,我们的肉眼无法看见,但可以通过诸如FAST这样的射电望远镜进行探测。此次FAST探测到的无线电信号很特殊,它被称为FRB 20201124A,这是一种快速射电暴。

天文学家第一次知道快速射电暴的存在是在2007年,自那时起,它的形成机制一直深深地困扰着天文学家。这种无线电波只会爆发几毫秒,但释放出的能量极为巨大,等同于太阳在几天甚至1年时间内产生的能量总和。

由于快速射电暴的色散量异常高,意味着它们的源头位于遥远的银河系之外。但快速射电暴只会在天空中某个区域随机出现一次,随后消失得无影无踪,所以要找到它们的源头非常困难。

但在偶然的情况下,天文学家发现了罕见的重复快速射电暴,这种信号会多次重复出现,这是研究它们起源的好机会。此次FAST研究的FRB 20201124A,正是一个多次重复爆发的信号。

在54天的时间里,FAST共计1863次接收到FRB 20201124A发出的重复信号,这使其成为目前观测到最活跃的快速射电暴之一。根据观测数据,天文学家定位到这个信号的源头,来自于一个遥远的棒旋星系,它距离地球达到了13亿光年。

研究表明,这是第一个显示法拉第旋转测量变化的快速射电暴,这意味着该源头附近存在复杂的磁化环境。在另一篇发表于《自然·通讯》(Nature Communications)杂志的新研究中[2],我国天文学家提出了一个模型来解释该信号的起源。

天文学家认为,这个重复信号来自于一个双星系统。其中一颗被认为是磁星,这是由死亡恒星的核心坍缩而成的中子星,其磁场强度高达地球表面地磁场的数十万亿倍。另一颗是Be恒星,这是一种极热且快速旋转的恒星。

当这颗磁星运行到近星点附近时,也就是距离Be恒星最近时,无线电波通过Be恒星周围星盘的传播,就能自然地解释FAST观测到的FRB 20201124A的不寻常特征。

对于快速射电暴的形成机制,天文学家还提出了其他不同看法。哈佛大学的天文学家Avi Loeb教授认为,这种强烈并且重复出现的无线电信号,可能是由先进的外星文明发出的。如果真是这样,我们该不该回复呢?

首先,对于FRB 20201124A这个信号,我们目前还没有能力进行回复,因为它的源头距离地球实在太远了,那可是13亿光年,就连光走完这段路程都要耗时长达13亿年。把信号传向如此遥远的地方,还能被接收到,这需要极高功率的信号发射器,人类目前无法做到。

另外,在包括霍金在内的一些天文学家看来,主动接触外星文明可能是非常危险的,因为一旦先进的外星文明知道了地球的存在,而且他们能够来到我们的太阳系,那么,科技水平上的巨大差异,可能比人类与蚂蚁之间的差距还大,这很有可能会给人类带来巨大的风险。

因此,就算我们真的接收到外星文明发出的信号,一些天文学家认为我们也不该回复,保持沉默或能让人类在危险的宇宙中更好地生存下去。人类此前主动向银河系中的一些星球发送了无线电信号,这遭到了一些批评。

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