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星海微萤(文摘版)

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日志

 
 

恒星(2016 年 10—12 月)  

2016-11-02 09:15:10|  分类: 恒星 |  标签: |举报 |字号 订阅

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科技新视野:质量巨大的恒星中距离地球最近的海山二(2016 10 23 日科技日报)

NASA发现一批“南瓜”星(2016 10 29 日科技日报)

科学家尝试用“利器”解密元素起源(2016 11 7 日中国科学报)

耳状突起或能解释超新星爆发(2016 11 8 日中国科学报)

中科院新疆天文台提出脉冲星子脉冲漂移新模型(2016 11 8 日中国科学报)

我国科学家尝试破解宇宙元素起源之谜(2016 11 18 日光明日报)

十亿光年外射电爆发到地球(2016 11 21 日中国科学报)

迄今最圆天体是颗恒星(2016 11 24 日科技日报)

科学家发现接近完美的最圆球状天体(2016 11 24 日科技日报)

奇异量子效应或首次在真空“现形”(2016 12 2 日科技日报)

“超亮超新星”实为黑洞受害者(2016 12 14 日参考消息)

宇宙最亮超新星隐藏更多秘密(2016 12 14 日中国科学报)

2016 科学触角探寻谜之真相(节选)(2016 12 23 日科技日报)

 

 

 


科技日报 2016 10 23

科技新视野:质量巨大的恒星中距离地球最近的海山二

恒星(2016 年 10 月) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

       1017日,欧洲南方天文台公布的船底座星云。海山二是质量巨大的恒星中距离地球最近的一颗,就位于船底座,右侧图片为船底座海山二内部景象。

 


科技日报 2016 10 29

NASA发现一批“南瓜”星

产生的X射线超太阳百倍

科技日报北京1028日电 (记者姜靖)美国国家航空航天局(NASA27日发布消息称,天文学家利用开普勒望远镜和雨燕探测器观测到一批高速旋转的恒星,其产生的X射线是太阳X射线峰值水平的100多倍。这些恒星因旋转速度太快而被压扁成南瓜形状,研究人员认为,这是由密近双星造成的,在这种双星系统中,两个类日恒星发生了并合。

NASA艾姆斯研究中心高级研究员、团队负责人史蒂夫·豪厄尔说,太阳平均自转一圈需要近一个月,而新发现的这18颗恒星平均仅需几天。“这些恒星同样会出现恒星黑子、耀斑和日珥等活动,但如此快的自转速度让这些活动发挥到极致”。其中10个新发现恒星比太阳大2.9倍到10.5倍,表面温度比太阳稍高或略低。天文学家将它们分成次巨星和巨星两类,它们大多处于比太阳更高级的进化阶段,最终将成为更大的红巨星。

这批恒星中最大的当属一个K型橙色巨星,被命名为KSw 71,比太阳大10倍,但是更冷,颜色更红,自转速度比太阳快4倍,自转一圈仅需5天半,而产生的X射线则比太阳峰值多4000多倍。KSw 71被认为是继密近双星系统里两个类日恒星并合后才形成的。

开普勒空间望远镜观测区域覆盖天鹅座和天琴座的一部分,研究人员利用它发现了93个新的X射线源,很多X射线源都是此前在X射线或紫外线中未发现的;他们还利用加州帕洛马山天文台的200英寸望远镜获得了最亮光源的光谱,这些光谱展示了这些恒星的化学组成。

总编辑圈点

万圣节即将到来,连宇宙都派出“南瓜”星来凑热闹?与其说是时间巧合,不如说NASA巧妙选择信息发布的时间窗口来引起公众关注。善于在科普上做文章一贯是NASA特色,无论是找到“地球大表兄”还是在火星上发现液态水,NASA都卖足了关子,也赚足了眼球。“南瓜”星的发现更说明,其科普“功力”不仅见于重大科学事件,更见于日常科学传播。不得不感慨,科普工作,咱得好好向NASA取取经!

 

 

中国科学报 2016 11 7

科学家尝试用“利器”解密元素起源

本报兰州116日讯(记者刘晓倩 通讯员李嘉懿)今天,记者从中科院近代物理研究所获悉,由该所牵头,联合中国原子能科学研究院、北京航空航天大学、中国科学院应用物理研究所、上海交通大学4家单位,共同申请的“天体环境中关键核反应过程研究”项目获 “十三五”国家重点研发计划支持。该项目将利用兰州重离子加速器研究装置这一“利器”,研究X射线暴、中子星表面的爆发性事件等奇妙的现象,从而寻求宇宙中元素起源等问题的答案。

中科院近代物理所研究员唐晓东说,该所负责运行的重离子加速器研究装置是我国规模最大、加速离子种类最多,亚洲能量最高的重离子研究装置。该装置的放射性束流线是我国最先进的放射性束流装置,能产生大量的不稳定核素用于核天体物理研究。

项目针对元素起源和X射线暴等爆发性事件中的关键核反应过程,通过精确测量关键核素的质量、衰变寿命和反应率,研究X射线暴过程中的突破热碳氮氧循环的关键反应,确定快质子俘获过程的核反应路径,研究在重元素起源中起至关重要作用的中微子—质子过程和中子俘获过程中的核反应,从而更新核天体物理研究中所需的原子质量和核反应率数据库,并结合天文观测,检验星体模型,理解发生在中子星表面的爆发性事件和宇宙中的元素起源。

该项目将为我国新一代大科学工程“强流重离子加速器装置”的建设提供强有力支撑,同时在新能源、航天及国家安全领域得到广泛应用。

 


中国科学报 2016 11 8

耳状突起或能解释超新星爆发

恒星(2016 年 10—12 月) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

来自超新星的发光残骸

图片来源:NASA/CXC/IAFE

 

本报讯 由宇宙最暴力的超新星留下的很多发光碎片云似乎拥有被称为“耳朵”的膨胀突起。这种可爱的特征如今被加入到一场关于这些爆发起初如何发生的争论中。

当大质量恒星耗尽了燃料时,它会爆发并将大气喷射到太空。在金牛座发生的一次这样的事件,于1504年被地球上的多个文明观测到。如今,人们仍在研究其留下的碎片云——蟹状星云。不过,关于恒星如何撕裂自身的巨大引力从而发生爆发的具体细节引发了激烈争论。

这些所谓的核心坍缩型超新星很难发生爆发,因为恒星大气的巨大重量会向下压并且可能抑制即将发生的爆发。关于这些剧变的主导模型表明,由来自核心处的大量中微子驱动的冲击波会闯入恒星大气。不过,来自以色列理工大学的Noam Soker认为,由大质量恒星旋转核心释放的带电粒子流冲出了一条道路。

在超新星残骸每个侧面突起的“耳朵”或许能帮助解决这一争论。Soker的学生Aldana Grichener打算在已发布的大质量恒星残骸图像中更加系统地找出并测量它们。GrichenerSoker提出,约1/3的核心坍缩型超新星残骸拥有一对“耳朵”,同时这些侧面突起可能是由喷射流吹起来的。

考虑到它们的大小和形状,研究人员估测,超新星爆发产生的全部能量中约有10%用于吹起这些“耳朵”。“如果这种假设是正确的,那么它表明喷射流能量很大,并且在爆发中起着重要作用。”Soker介绍说。

不过,研究此类超新星爆发的其他理论学家对此持怀疑态度。来自美国普林斯顿大学的Adam Burrows表示,喷射流可能在一些爆发中起到了一定作用,甚至达到吹起“耳朵”的程度,但由中微子驱动的冲击波在大多数此类爆发中更加重要(徐徐)

 


中国科学报 2016 11 8

中科院新疆天文台提出脉冲星子脉冲漂移新模型

本报讯(记者彭科峰)日前,记者从中科院新疆天文台获悉,该所科研人员在脉冲星辐射理论研究方面取得进展,其研究成果发布于《皇家天文学会月刊》。该成果对理解脉冲星可视性辐射向前迈进了一步。

据了解,1967年当第一颗脉冲星被探测到后,天文学家认为,一系列连续的子脉冲以固定的速度在脉冲窗内有规律地移动,当持续若干个周期后,子脉冲又会重复地出现在原来最初的位置上,如此反复。

最新观测发现,一些脉冲星的漂移子脉冲具有随时间变化、异常且复杂的演化特征。其中一些变化表现为,具有相同相位的连续子脉冲在脉冲窗里的水平隔距是不稳定的。此现象表明脉冲星的磁层以动态形式存在,这与传统的理解恰恰相反。科研人员利用模拟结果表明,观测到的辐射并非源自一个固定的位置,而是会随着脉冲星的旋转而变化,甚至一些脉冲星存在多个辐射特性状态,且能在这些不同状态之间跳变。这跟观测结果是一致的。

专家指出,对漂移子脉冲的分析,能深入理解产生射电辐射的电动过程,并探索射电脉冲星的本性。研究人员通过脉冲星漂移子脉冲随时间变化的验证,对标准模型作了修改,新模型比传统的计算方法更加精确。

 


光明日报 2016 11 18

我国科学家尝试破解宇宙元素起源之谜

本报兰州1117日电(通讯员刘晓倩 记者宋喜群)日前,记者从中科院近代物理研究所获悉,由该所牵头,联合中国原子能科学研究院、北京航空航天大学、中国科学院应用物理研究所、上海交通大学4家单位,共同申请的“天体环境中关键核反应过程研究”项目获“十三五”国家重点研发计划支持。该项目将利用兰州重离子加速器研究装置,研究X射线暴、中子星表面的爆发性事件等现象,从而寻求宇宙中元素起源等问题的答案。

中国科学院近代物理研究所负责运行的兰州重离子加速器国家实验室,是世界上著名的重离子物理研究中心之一。兰州重离子加速器研究装置由ECR离子源、扇聚焦回旋加速器、分离扇回旋加速器、放射性束流线、冷却储存环主环和实验环等主要设施组成,是开展核天体物理研究的理想平台。

科学家多年来开展了大量实验、观测和理论研究,解决了部分宇宙中的元素起源之谜,也解释了一些爆发性天体事件。但仍存在很多亟待破解的难题,其中重元素起源仍是“21世纪物理学11个未解之谜”之一。而发生在星体表面的X射线暴涉及大量不稳定原子核,实验研究难度极大,是当前的研究热点。研究这些不稳定原子核在天体环境中的性质及有关反应是当前核天体物理和核物理研究的前沿。

 


中国科学报 2016 11 21

十亿光年外射电爆发到地球

恒星(2016 年 10—12 月) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版) 

科学家观测到10亿光年外的射电爆发

图片来源:ESO

 

每天,宇宙中都会发生无数神秘的射电能量爆发。在几毫秒里,巨大闪光将相当于太阳半天发射的全波长能量“挤压”出去。

2007年起,天文学家已经发现数十道神秘射电波脉冲。它们全部来自银河系深处,且在太空中随机出现。根据天文学家估算,宇宙中这样的闪光每天可能超过1万次。但没有人知道,什么引发了这种快速射电爆发,有理论认为,诸如中子星碰撞或中子星被黑洞吞噬等事件可能是原因。

现在,一个天文学家小组目击了迄今为止最明亮的射电爆发。由于这次闪光如此明亮,科学家能观测到信号是如何被其穿过的星系际介质改变的,正如星光穿过地球大气层会使恒星出现闪烁。

基于信号的传播和扭曲方式,该研究小组确定,这些射电信号至少飞行了10亿年。这也意味着它的“家乡”距离地球10亿光年。研究人员近日将相关成果发表于《科学》杂志。

研究小组还使用该射电爆发确定了星系间稀薄等离子体的特性,例如磁性和湍流。这证实了早期理论:它们既不高度磁化也不动荡。

科学家表示,这十分重要,因为目前能研究星系中间物的方法很少。这些媒介包含星系内约40%的非暗物质。但由于快速射电爆发毫无征兆,并且无法复制,科学家不太可能在短时间内再获得类似的机会。该研究小组曾一直在观察一颗位于银河系的中子星,也许是足够幸运,他们的望远镜可能正对着正确的方向。(张章)

 


科技日报 2016 11 24

迄今最圆天体是颗恒星

体积超太阳两倍,赤道半径和极半径只差3公里

科技日报北京1123日电 (记者张梦然)据物理学家组织网近日消息,迄今为止人类观察到的最圆天体,被确认为一颗恒星——开普勒11145123,其在遥远的宇宙空间中,完美地展现了自然造物的巧夺天工。

在我们通常认知中,宇宙间的星体并不是完美的圆球,当它们旋转时,会由于离心力而趋向变平,旋转速度越快,星形越扁平。相对于地球而言,我们熟悉的太阳自转周期是27.275天。而一颗正在慢慢旋转、名为开普勒11145123的恒星,体积超过太阳的两倍,转速却比太阳要慢3倍还多。

来自德国马克斯普朗克太阳系研究所和哥廷根大学的研究人员成功地以前所未有的精度测量了这颗慢速旋转恒星的扁率,即将星体视为一个椭球体,考察其扁平程度。开普勒11145123支持纯粹的正弦振荡测量,于是研究人员利用星体动力学中对于恒星振荡特性的研究,揭示了该星赤道半径(从地心到赤道的距离)和极半径(从地心到北极或南极的距离)之间的差异只有3公里——该数字之小震惊了所有研究人员,因为这意味着这颗明亮、炽热的恒星是一个惊人的圆形天体。

这也是人类迄今观察及测量到的最圆天体。开普勒11145123比我们的太阳要圆得多,不过团队研究人员劳伦·积森表示,随着望远镜项目的扩展,其他可以用这种方法测量的星体也会出现,现在团队已决定将该测量方法推广到更多的星体上,包括应用于开普勒太空望远镜,以及即将展开的柏拉图(PLATO)太空望远镜项目,后者的任务将测量类地行星及众多星球的频率,并分析星球表面的气体波动以探索其内部构造。

 


科技日报 2016 11 24

科学家发现接近完美的最圆球状天体

恒星(2016 年 10—12 月) - wangjj586 - 星海微萤(文摘版)

据英国《每日邮报》报道,目前,天文学家最新勘测发现迄今最圆的天体,这颗接近完美球形的巨型恒星距离地球5000光年。

这颗恒星命名为Kepler 11145123,它是一颗炽热明亮的恒星,体积是太阳的两倍,自转速度是太阳的三分之一。研究人员通过分析该恒星旋转状况,吃惊地发现赤道半径和极地半径之间的差异仅有3千米,误差幅度为1千米,相比之下该恒星半径为150万千米,这意味着它是一颗非常完美的球状天体。

马克斯-普朗克太阳系研究所劳伦特·吉佐说:“这是迄今发现最圆的天体,甚至比太阳更圆。”恒星并非完美的球状天体,伴随着它们旋转,受离心力作用将变得逐渐扁平。

目前这项最新研究是天文学家首次成功精确测量缓慢旋转恒星的扁率,研究人员使用星震学测量恒星扁率,吉佐和同事挑选Kepler 11145123进行研究是因为该恒星支持纯粹的正弦振幅,恒星周期性膨胀和收缩将导致亮度产生波动。美国宇航局开普勒任务持续观测Kepler 11145123振幅变化已有4年时间,振幅波动的不同模型对于不同恒星纬度而言是非常敏感的。

(图片来源于网络)

 


科技日报 2016 12 2

奇异量子效应或首次在真空“现形”

科技日报北京121日电 (记者刘霞)据美国趣味科学网站1130日报道,科学家们80多年前预测的一种量子现象或首次在自然界中“现形”。

在经典物理学领域,真空完全是空的,但对量子物理学来说,真空中有“虚粒子”持续不断地进出,因此,物理学家沃纳·海森堡和汉斯·欧拉使用量子电动力(QED)来显示真空的量子属性对光波的影响。1930年,他们预测,强磁场可能改变真空中光波的偏振,这一效应被称为“真空双折射”。

最近,意大利科学家表示,他们借助欧洲南方天文台的甚大望远镜,或许已在来自拥有极强磁场的中子星的光中观察到了这一效应。

恒星演化发展到一定阶段,可能成为恒星世界的“侏儒”——中子星。中子星是宇宙间的致密天体,其半径较小,但密度极大,地球上一汤匙中子星物质的重量多达10亿吨。欧洲南方天文台(ESO)的声明称,在最新研究中,科学家们对RX J1856.5-3754进行了观测。这颗中子星距离地球约400光年,非常暗淡,其可见光只能使用“现有望远镜技术的极限”——甚大望远镜(LVT)上的FORS2设施观测到。

南方天文台研究人员指出,使用FORS2设备探测到的光表现出了约16%的线性偏振,具有一定的“有效程度”,“幕后黑手”可能是出现在中子星周围真空区的真空双折射的提升效应。研究合作者、帕多瓦大学的罗伯托·托罗拉解释称,真空双折射“只有在极强磁场,例如中子星周围的磁场,出现时才能被探测到。”

而研究合作者、意大利国立天体物理学研究所的罗伯特·米格拉尼说:“我们使用甚大望远镜测出来的高线性,不能被现有模型简单地解释,除非将QED预测的真空双折射效应考虑进来。”

研究人员补充道,可能还需要下一代更灵敏的望远镜进行更多更深入的测量,从而对这一理论进行测试。

 


参考消息 2016 12 14

“超亮超新星”实为黑洞受害者

西班牙《国家报》1212日报道去年,位于智利安第斯山脉托洛洛山顶的两架望远镜捕捉到了一颗距离地球38亿光年的超亮天体的亮光,其亮度是银河系所有星体亮度总和的20多倍。

观测到这一天体的科学家们认为它可能是一颗“超亮超新星”,其亮度实属罕见,无法解释为何它会拥有如此巨大的能量。

一个科学团队日前提出了另外一种解释,他们认为这一被命名为“ASASSN-15lh”的天体并不是超新星,而是宇宙中“吞噬”过程的受害者。

丹麦尼尔斯·玻尔研究所科学家乔治·莱卢扎斯说:“我们认为发生的这一切是一个超大质量黑洞吞噬一颗恒星的结果。”他领导的团队花了10个月的时间利用地面望远镜和和哈勃望远镜对“ASASSN-15lh”进行了观测。其观测结果发表在了最新一期的《自然》杂志上。

来自10个国家的50位天文学家组成的这一团队认为,巨大的引力“撕碎”了这颗恒星,直到将其变成了一团气体,然后被黑洞吞噬。莱卢扎斯说:“这是产生能量非常高效的方式。”

研究人员认为,一颗与太阳相似的恒星穿过了所谓的“黑洞事件视界”,即从黑洞中发出的光所能到达的最远距离。而这个黑洞的质量是太阳的1亿倍。

莱卢扎斯说:“能量通过可见光和紫外线的方式释放出来,根据我们的观测,这一能量相当于太阳一生中释放总能量的30倍左右。”

一个普通的黑洞无法制造出这样的现象,因为恒星会像一颗台球落袋那样跌入黑洞中,根本没有时间被撕碎并发出这样的亮光。莱卢扎斯认为,根据相对论,超大质量黑洞在自转过程中是有可能制造出这样的现象的。

不过,最初观测到“ASASSN-15lh”的智利天文学家何塞·普列托对上述说法不以为然,“这种解释说服不了我,但我也承认我们最初得出的超新星结论现在看来也不那么明确,”他说,“两种解释都很极端,但无论怎样,这是一个非常迷人的现象”。

 


中国科学报 2016 12 14

宇宙最亮超新星隐藏更多秘密

或为特大质量黑洞正在吞噬恒星

本报讯 根据一项新的研究,今年早些时候被称为迄今发现的最亮超新星(亮度是整个银河系的数十倍)可能蕴含着一些更加奇异的事件——一个特大质量黑洞正在撕裂并吞噬一颗在附近游荡的恒星。

天空中的这缕闪光最早是在2015年由“超新星全天自动化调查”(ASAS-SN)发现的,后者是位于智利和美国夏威夷的一个小型望远镜网络,旨在观测天空中快速变化的天体。

天文学家假设这是一颗超级发光的超新星(SLSN),其发生通常是一颗处于生命尽头的大质量恒星在自身重力作用下塌缩后,喷射出一颗由热气体和尘埃构成的火球,并在逐渐衰退前,在很短的时间内发出明亮的光。当时,这一事件的亮度是之前纪录保持者的两倍。

天文学家将这一事件命名为ASASSN-15lh。但是ASASSN-15lh对于SLSN而言却处于一个错误的星系中。正确的分类通常是一个充满气体和尘埃的年轻矮星系,在这里,巨大的恒星能够迅速形成,燃烧发光,并最终以超新星的形式爆发。

然而ASASSN-15lh却处于一个古老的、燃烧殆尽的星系中,这里鲜有恒星形成的证据。最初并未参与该项研究的以色列雷霍沃特市魏茨曼科学研究所天文学家Giorgos Leloudas表示:“当他们告诉我这个事件时,我感到半信半疑。它似乎并不是正确的。”

于是Leloudas和同事开始从各种来源收集更多的数据,包括Swift伽玛射线卫星、Las Cumbres天文台全球望远镜网络、哈勃太空望远镜和均位于智利的欧洲南方天文台的甚大望远镜和新技术望远镜。

哈勃太空望远镜的数据表明,闪光的源头接近星系的中心,而产生SLSN的快速恒星形成通常发生在更远的地方。Leloudas同时指出,与普通的SLSN不同,ASASSN-15lh似乎在消失后又渐亮了几周,表明其温度保持了约100天的上涨。

由哈勃太空望远镜记录的来自这一事件的紫外光谱表明,这是一颗处于生命黄金时期的低质量恒星,而不是一颗垂死的恒星。

正如研究人员在1212日出版的《自然—天文学》杂志上所报告的,所有这些迹象都指向了一种可能性,即ASASSN-15lh可能实际上是一颗恒星的临终遗言——它过于接近位于星系中心的特大质量黑洞,从而被极端的引力场所撕裂,也就是一个所谓的潮汐干扰事件(TDE)。

TDE是非常罕见的——文学家目前怀疑仅有约10个这样的事件发生。但Leloudas认为,ASASSN-15lh输出量的变化意味着一次TDE的发生——最初的闪光来自重力撕裂恒星以及加热其遗骸保持高温;而来自这些遗骸的随后的爆发则是它们合并到黑洞表面被再次加热所致。

这一观点的一个问题在于所讨论的星系被认为在其中心存在一个特大质量黑洞——大约是太阳质量的1亿多倍。根据理论预测,这样的庞然大物更有可能吞下整颗恒星,并且一旦后者低于黑洞的视界则将被撕裂,而这是人们无法观测到的。

研究人员将继续观测ASASSN-15lh并且希望能够了解得更多,因为它已不再照亮该星系的其他部分。同时由于其他TDE都发生在较小黑洞的周围,因此ASASSN-15lh拓宽了天文学家对于TDE发生范围的认知。

Leloudas说:“通过增加的多样性,我们将了解在一次TDE中更多的物理现象。”

超新星爆发是某些恒星在演化接近末期时经历的一种剧烈爆炸。这种爆炸度极其明亮,过程中所突发的电磁辐射经常能够照亮其所在的整个星系,并可持续几周至几个月(一般最多是两个月)才会逐渐衰减变为不可见。在这段期间内一颗超新星所辐射的能量可以与太阳在其一生中辐射能量的总和相媲美。恒星通过爆炸会将其大部分甚至几乎所有物质以可高至十分之一光速的速度向外抛散,并向周围的星际物质辐射激波。这种激波会导致形成一个膨胀的气体和尘埃构成的壳状结构,这被称作超新星遗迹。(赵熙熙)

 


科技日报 2016 12 23

2016 科学触角探寻谜之真相(节选)

本报记者刘 垠

 

快速无线电暴从哪里来?

今年4月,科学家们首次探测到来自银河系外部同一目标区域反复发出的短促无线电信号。这个被称作“快速无线电暴”的信号,是遥远宇宙中突然出现的短暂而猛烈的无线电波爆发,持续时间通常只有几毫秒,却能释放出相当于太阳一整天内释放的能量。直到现在科学家也没弄清楚这种快速无线电暴的来源和产生的原因。

此前,鉴于快速无线电暴是一种一次性事件,科学家们认为它可能是由某种导致信号发射源自身被摧毁的灾难性事件中产生的。这类事件可能包括两颗白矮星撞在一起,造成超新星爆发,放出快速无线电暴;两颗中子星(塌缩恒星的致密内核)撞在一起,在它们激烈地合成一体之前,会放出快速无线电暴;一些中子星可能因自身质量太大塌缩成黑洞,或者发生爆炸,释放出快速无线电暴。然而,此次天文学家共发现10个来自同一源头的快速无线电暴信号,这说明一些快速无线电暴可能拥有其他更为永久性的来源。研究人员表示这种信号应该来自某些“非常特殊的天体”,比如快速旋转、能量惊人的中子星。

随着对快速无线电暴更深入的了解,相信不久的将来我们一定会找到它的源头。

 

 

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