新突破让科学家可以实时追踪神秘的快速无线电爆发

新突破让科学家可以实时追踪神秘的快速无线电爆发

位于不列颠哥伦比亚省彭蒂克顿郊外的奥肯那根山谷,有一个巨大的射电天文台,专门用于观察宇宙射电现象。

它被称为加拿大氢强度测绘实验(CHIME),这是一种圆柱形抛物面射电望远镜,看起来像滑雪板爱好者所说的“半管”。该阵列是由国家研究委员会 (NRC) 监督的自治领射电天体物理观测站(DRAO) 的一部分。

最初,天文台的目的是探测早期宇宙中中性氢气的无线电波。今天,它被用于其他目标,例如检测和研究快速无线电突发(FRB)。

自从它投入使用以来,CHIME 的科学家们一直在忙于整理数 TB 的数据以查明信号,通常在一天之内就能找到几个。为了协助所有这些数据挖掘并协调 CHIME 与全球其他设施的工作,麦吉尔大学的科学家们开发了一个新系统,用于共享 CHIME 生成的大量数据。

第一FRB,著名洛里默突发,于2007年由西弗吉尼亚大学天文学家邓肯·洛里默并使用他的同事们发现帕克斯射电望远镜。从那时起,这些通常仅持续几毫秒的瞬态无线电脉冲一直是天文学家的谜团和阴谋的来源。

在 CHIME 于 2018 年投入使用之前,天文学家只探测到了几十个 FRB。从那时起,CHIME一直负责检测超过1000个信号!

尽管事件目录越来越多,但关于导致它们的原因仍然存在很多争论。

CHIME 之所以有效,部分原因在于它不依赖任何运动部件,而是依靠地球的自转来每天监测北方天空的广阔区域。

结合其巨大的视野和频率覆盖范围,CHIME 几乎是寻找和研究 FRB 的理想工具。但如此适合 FRB 的研究需要承担很多责任和辛勤工作。

CHIME 的日常观察每天可以产生高达 1 TB 的原始数据,需要一小群研究人员和大量的计算能力来分析它以寻找潜在的信号。

此外,由于大多数快速射电暴只持续几毫秒并且不会重复,因此其他天文台在其消失之前在源上训练他们的仪器是非常具有挑战性的。但是随着新的数据共享系统的到位,每个 FRB 的关键细节可以实时发送到世界各地的天文台。

该系统被称为CHIME/FRB VOEvent 服务,由麦吉尔大学(蒙特利尔,魁北克)的科学家开发。

该系统依赖于自 2006 年以来使用的标准化语言虚拟天文台事件(VOEvent) 来报告瞬态天文事件,如超新星、引力微透镜和伽马射线爆发 (GRB)。McGill 物理系的研究助理 Andrew Zwaniga 是数据共享服务的首席开发人员。

正如他在麦吉尔新闻编辑室的新闻稿中所说,CHIME/FRB 服务将允许天文学家在 FRB 源上训练他们的仪器,并收集有助于解开 FRB 之谜的进一步线索。

“CHIME/FRB 生成的海量数据以及它每天检测到的大量新 FRB 就像是一个社区的金矿,他们渴望将存在的各种望远镜指向下一个 FRB,”他说.

该系统与天文学家今天拥有的最大资产之一保持一致:大大改善了全球设施之间的信息共享。这也是调动国际研究界资源的关键一步,以便充分利用 CHIME/FRB 项目产生的数据。

这也符合 CHIME/FRB 项目团队的目标,即让公众可以访问每一个 CHIMA 数据,以便其他天文台能够以最小的延迟进行后续研究。

麦吉尔物理系的博士后研究员 Emily Petroff 在警报系统公开发布之前的完善中发挥了关键作用。正如她总结的那样,国际社会的帮助将大大推动 CHIME 的科学发展。

她说:“自 CHIME/FRB 于 2018 年开始运行以来,就通过的数据量而言,它就像从消防水管中喝水一样。” “我们根本无法从中提取所有科学知识;我们需要世界的帮助。”

CHIME/FRB VOEvent 服务开发人员强调,任何能够使用可以指向北部位置的望远镜的人都将能够利用警报对 CHIME 检测到的 FRB 进行后续观察。

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