加拿大的 CHIME 正在获得更多的天文台来搜索快速无线电爆发

2017 年, 加拿大氢强度测绘实验 (CHIME) 开始收集来自宇宙的光,以解决一些最大的问题以及天体物理学和宇宙学。 位于 自治领射电天体物理天文台 (DRAO)在不列颠哥伦比亚省,这台干涉射电望远镜已经改变了研究快速射电暴(FRB)的游戏规则,它仍然是当今天文学家面临的最神秘的宇宙奥秘之一。

在不久的将来,CHIME 将进行扩展,以帮助它更准确地识别 FRB 的来源。 这将包括一个位于 SETI 研究所的新射电望远镜支腿。 哈特克里克无线电天文台 (HCRO)、不列颠哥伦比亚省普林斯顿附近的新支腿和 绿岸天文台 在西弗吉尼亚州。 这些将与主 CHIME 望远镜一起工作,以在夜空中精确定位 CHIME 检测到的 FRB。

FRB 是无线电频谱中短暂的、强烈的能量爆炸,通常仅持续几毫秒。 2007 年,西弗吉尼亚大学的天文学家邓肯·洛里默(Duncan Lorimer)发现了第一个快速射电暴(“洛里默爆裂“)。 从那时起,已经检测到数百个快速射电暴,有些甚至可以追溯到它们的来源。 尽管迄今为止检测到的大多数事件都是一次性事件,但有些事件在本质上一直在重复。


这导致了关于导致它们的多种理论,从磁星和黑洞到大爆炸留下的宇宙弦,甚至外星传输! 不管它们的真正原因是什么,FRB 代表了一种令人兴奋的天文现象。 它们的结构和瞬态特性也使它们成为探测星系际介质的理想工具。 当快速射电暴行进数十亿年到达地球时,它们带有位于星系之间的物质的印记。

如果说 CHIME 对 FRB 研究产生了根本性的影响,那就太轻描淡写了。 使用它的四个半圆柱射电天线,尺寸为 20×100 米(65.6×328 英尺),并排排列,该阵列可以探测到比世界上所有其他射电望远镜加起来还要多 10 到 100 倍的快速射电暴。 它还允许射电天文学家以精确的时间分辨率观察这些极其短暂的事件。

今年早些时候,麦吉尔大学的研究人员开发了一种系统,可以实时跟踪 FRB。 被称为 CHIME/FRB VOEvent 服务这个系统依赖于标准化的语言 虚拟天文台活动 (VOEvent),自 2006 年以来用于报告瞬态天文事件。 当 FRB 发生时,该系统会向世界各地的天文台发出警报,让他们有机会在源头上训练他们的仪器并进行后续观测。

尽管如此,CHIME 仍然有一个限制:它无法以任何精度识别 FRB 的起源。 CHIME 在这方面并不孤单,因为 FRB 的瞬态特性使它们极难研究,这也是为什么只有少数能追溯到它们的起源点的原因。 与 DRAO 合作的射电天文台增加新的支腿将首次实现这一点。


CHIME/FRB Outriggers 项目的高级项目经理、麦吉尔大学物理系的高级学术助理 Patrick Boyle 在最近的 SETI 研究所中解释说 新闻稿

“CHIME 望远镜目前可以将快速射电暴的位置定位到相当于满月大小的一片天空。 随着三个新的支腿望远镜的加入,这片天空可以缩小到大约 40 公里处的四分之一大小。”

在 Hat Creek 射电天文台 (HCRO) 增加射电望远镜支腿 – 艾伦望远镜阵列 (ATA) – Green Bank 天文台也有望提高 CHIME 研究 FRB 的能力。 2021 年 5 月 18 日,ATA 的研究人员用他们的射电望远镜首次探测到了 FRB。 这是明亮的双峰重复快速射电暴,被称为 FRB20201124A.

近年来,ATA一直在进行翻新计划,以升级其望远镜馈送和数字信号处理系统,以提高其灵敏度和能力。 FRB20201124A 的发现标志着这个新生系统的首次 FRB 检测。 作为与 DRAO 和 CHIME 更广泛合作的一部分,增加新的支腿将进一步提高其能力。

艾伦望远镜阵列 (ATA)。 信用:SETI

SETI 研究所将支持 HCRO 支腿的建造,并很高兴能与 CHIME 团队一起参与。 “我们很高兴欢迎世界级的 CHIME 团队来到 Hat Creek 无线电天文台,”SETI 研究所 SETI 主席 Bernard M. Oliver Andrew Siemion 说。 “举办 CHIME 支腿代表了对 HCRO 科学使命的非凡补充。”

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