地球连续 35 年收到神秘规律信号,源头到底是什么
不久前,天文學家在查閱歷史數據時,發現上世紀八十年代地球曾收到一個來自 15000 光年外盾牌座方向的神秘信號。該信號由一組 30~300 秒的無線電脈沖承載,每隔 22 分鐘便會重復一次。關鍵的是這個具有固定時間間隔的信號目前已持續了 35 年之久,直到今天它還在不斷地向地球持續發射。
然而,關于這個神秘信號的源頭究竟是什么,天文學家也是一頭霧水。因為該電波的性質太過怪異,以至于他們翻遍了所有理論和模型都無法與之匹配。
對于看熱鬧不嫌事兒大的網友來說,“來自外星文明”是最吸引人同時也是最省事的解釋。但對于務實的科學家來說,這種可能性永遠是放在最后一位的。畢竟未知的自然現象那么多,還輪不到給外星人甩鍋。
其實天文學家每天都會收到許多奇奇怪怪的電磁信號,經過識別,其中絕大多數是由脈沖星這類天體產生的。但是對比脈沖星信號,這次的信號有著截然不同的特征。
我們知道,脈沖星一般指的是高度磁化并高速旋轉的中子星,它的磁極會發出電磁輻射束,當輻射束掃過地球時我們便能捕捉到一次脈沖信號。
說到這順帶說下,很多人有疑問:中子星不是電子都被壓入了原子核,與質子結合成中子了嗎,中子不帶電怎么還有磁場呢?
其實中子星并不是想象的那樣就是一大坨中子,它的結構非常復雜,比如它的外面通常認為是一層由鐵構成的外殼,而核心部位在超高密度環境下可能存在突破夸克禁閉的自由夸克,或者包含奇夸克在內的超子物質等,對此科學界目前也沒有定論。
總之這類中子星不僅可以有磁場,而且磁場通常還特別強。目前地表最強磁場記錄是由日本東京大學創下的 1200 特斯拉,雖然只持續了一瞬間,而且還一路火花帶閃電地把實驗室給炸了,但這些在中子星面前都是小兒科。
中子星的磁場理論可以高達上萬、甚至是上億特斯拉,因此它們也被稱為磁星。
這些磁星的脈沖周期一般非常短,因為作為恒星的殘骸,中子星繼承了之前恒星的角動量。由于只是恒星的核心部位且被極度壓縮,中子星的個頭相較于恒星來說就像一座房子相較于地球。體積的大幅減小和角動量守恒,使得這些中子星具有極高的轉速,甚至有些自轉一圈只要幾毫秒,因此它們被稱為毫秒脈沖星(MSP)。
但是隨著時間的流逝,中子星也會慢慢“變老”。它們會逐漸失去角動量并減速,同時磁場也會隨之減弱。假如一顆中子星的磁場太弱,它便無法繼續產生高能射線,這也意味著該中子星的壽命到頭了,該閾值被稱為中子星的“死亡線”。
倘若神秘信號的源頭是一顆中子星的話,顯然這顆中子星已經非常非常老了,老到已經沒有力氣再發射高能的無線電波。可是 22 分鐘的周期意味著它雖然已經跨過死亡線,但仍舊活著!
這就像正常人的血壓和脈搏是同時具有的,但是有個人他已經沒有脈搏了(正常來說可以判定死亡了),但是卻發現他的血壓仍然存在,這就很匪夷所思了。
所以要么這里面存在其他未曾發現的機制,要么這個人就不是個普通人,比如它不是中子星,而是一顆白矮星。
同樣作為恒星殘骸,白矮星通常是由太陽這種小質量恒星死亡后形成的。由于處于的是電子簡并態而非中子簡并態(電子還沒被壓入原子核),所以白矮星的個頭相比中子星要大得多。單從角動量守恒來看,這就使得白矮星的自轉遠慢于中子星。
雖然磁場起源問題一直屬于天文學中的常見“疑難雜癥”,但在一些理論模型中,白矮星的內部可能存在著類似行星一樣的發電機原理,以至于它也能產生超強的磁場。對于這類高度磁化的白矮星磁星來說,產生類似脈沖星一樣的射電束也不是沒有可能。
磁場、射電束加上較慢的自轉周期,白矮星的這個模型似乎可以解釋這個長達 35 年的神秘信號。不過這個解釋仍然有些牽強,因為目前天文學家還沒有發現類似的白矮星脈沖星樣本。之前在一個雙星系統中曾發現過一顆白矮星脈沖星,但它的脈沖是由伴星的相互作用產生的,而且射電束的亮度要比這個信號低三個數量級。
所以究竟是磁星的理論有問題,還是說這個東西完全就是一種全新的天體,又或者有什么別的可能性,這背后的原因正是天文學家需要繼續深入探尋的。
對于收到的異常信號真的是什么可能性都有,有些原因查明后甚至讓人哭笑不得。最后給大家講一個歷史上真實的烏龍事件。
1998 年,澳大利亞帕克斯射電望遠鏡曾監測到一個十分詭異的射電信號。該信號有著特殊的頻率,先高后低最后趨于平穩。更詭異的是,每到一天的中午時分該信號便會再次出現。不管是不是外星人發來的,這個信號源竟然和地球有著同樣的時間周期,這也太巧合了。
從 1998 年到 2015 年,十幾年間天文學家經常監測到這段詭異的射電信號,不少科學家還對此展開研究,發表了許多論文。
后來一位科研人員決定較個真兒,準備詳細展開研究,他首先要排除的便是人為干擾。鑒于射電信號鄰近微波波段,加上該信號總是出現在午飯時間,于是他將目光鎖定在了食堂的微波爐上。
他注意到,有些員工在使用微波爐時經常不等結束直接打開微波爐的門。然后他便針對這種場景進行了專門的檢測,結果顯示,信號頻率果真是先高后低最后趨于平穩,和傳說中的神秘信號完全一致。至此神秘射電信號的真相終于水落石出。
所以可以看出,搞科研僅靠淵博的知識和硬核的技術有時候是不夠的,嚴謹的邏輯和敏銳的洞察力往往也很重要。
參考資料
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[1] https://www.space.com/slow-magnetar-neutron-star-physics
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[2] https://en.wikipedia.org/wiki/GPM_J1839%E2%88%9210
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[3] https://www.nature.com/articles/s41586-023-06202-5
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[4] http://china.cnr.cn/gdgg/20230727/t20230727_526348256.shtml
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總結
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