最近地球收到了来自15亿光年外的信号,科学家们是如何测定信号的发射距离的?
在地球上对于无线电发射位置的测定并不难,只要持续发射,那么只要使用三角定位法即可迅速测得信号源的准确方位!其实在距离不太远的太阳系外恒星距离测定时,我们也会使用这种方式,而且光线的指向性很好,在近距离时还是非常精确的!
【最近地球收到了来自15亿光年外的信号,科学家们是如何测定信号的发射距离的】
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上图我们可以很容就明白了这个测距方法的原理,太阳两端的地球轨道距离为底边,以恒星视角为底角的三角形垂线的距离计算,三角函数很容易就算出了!在太阳系周边的恒星距离测量中这很普遍!
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但对于FRB(快速射电暴)却不能这样测定,因为它是极其快速出现的,几乎都没有重复,到现在为止加拿大发现的FRB信号是第二个出现重复的!第一个是FRB 121102,距离地球约30亿光年!理论上用射电信号的色散方式也可以大致估计距离,但这种方式误差极大!
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另外一个方法是只要测定快速射电暴的方位,然后查找对应方位的宿主天体或者星系即可!因为我们有很多种方式来测定可见光范围内的天体距离,尽管三角法对于距离很远时候,这个三角法的恒星视角会越接近90度,逐渐趋向于无法检测!
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但还有哈勃红移距离测试法,因为越遥远的天体离去速度越快,只要测量光谱红移量即可!或者使用Ia型超新星爆发的标准烛光,因为这种超新星爆发时非常一致,只要测量它的亮度即可计算它所在星系的距离!
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射电望远镜大概只能定到这个方框里,但问题是这个方框里有多少天体呢?
那么如何找宿主星系呢?因为射电波段波长比可见光要长得多,地面射电望远镜在天区定位时精度是比较差的,而天空中密密麻麻的天体,我们很难精确定位,因此这种情况下其实也没有很好的办法,只能确定一个大概,比如当年的“哇”信号就一直无法精确定位,后来发现只是彗星氢原子云激发的射电信号而已!
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有这么多,哪个发出呢?只有鬼知道了!
因此说是15亿光年距离,并不是说是信号源的距离,只是我们怀疑它是这个距离的信号源所发出的,从这个角度来看,疑罪定有的方法哦!
最近,天文学家接收到了引人瞩目的快速射电暴,其编号为FRB 180814.J0422+73 。这是第二次重复的无线电爆发,其来源被确定是一个位于15亿光年外的星系 。
通常情况下,快速射电暴的距离十分难以确定,因为这种无线电信号是随机出现的,爆发时间仅持续数毫秒,而且还都是不重复的 。快速射电暴的色散量很高,表明它们来自于遥远的河外星系,色散量在一定程度上可以反映它们的距离 。如果能够确定快速射电暴的宿主星系,就能测出它们的确切距离 。
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对于非重复的快速射电暴,其宿主星系很难确定,所以距离也就很难测出来 。然而,对于重复的快速射电暴,可以通过分析其他电磁波段(比如伽马射线)的对应体,这样就可以确定它们是由哪个星系发射出来的 。再通过Ia型超新星法或者哈勃红移法,就能测量出宿主星系的距离 。
迄今为止,天文学家已经探测到两次重复的快速射电暴 。除了最近这次外,还有一次是在2012年接收到的FRB 121102 。分析显示,FRB 121102起源于30亿光年之外的一个矮星系 。而FRB 180814被确定是来自于15亿光年外的一个星系 。
快速射电暴的确切来源目前还没有被确认,有种观点认为它们源自于先进的外星文明 。然而,这种可能性应该很低,快速射电暴更有可能与活动星系核、中子星有关 。
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