地球连续 35 年收到神秘规律信号,源头到底是什么

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不久前,天文学家在查阅历史数据时,发现上世纪八十年代地球曾收到一个来自 15000 光年外盾牌座方向的神秘信号。该信号由一组 30~300 秒的无线电脉冲承载,每隔 22 分钟便会重复一次。关键的是这个具有固定时间间隔的信号目前已持续了 35 年之久,直到今天它还在不断地向地球持续发射。   

然而,关于这个神秘信号的源头究竟是什么,天文学家也是一头雾水。因为该电波的性质太过怪异,以至于他们翻遍了所有理论和模型都无法与之匹配。

对于看热闹不嫌事儿大的网友来说,“来自外星文明”是最吸引人同时也是最省事的解释。但对于务实的科学家来说,这种可能性永远是放在最后一位的。毕竟未知的自然现象那么多,还轮不到给外星人甩锅

其实天文学家每天都会收到许多奇奇怪怪的电磁信号,经过识别,其中绝大多数是由脉冲星这类天体产生的。但是对比脉冲星信号,这次的信号有着截然不同的特征。

我们知道,脉冲星一般指的是高度磁化并高速旋转的中子星,它的磁极会发出电磁辐射束,当辐射束扫过地球时我们便能捕捉到一次脉冲信号。

说到这顺带说下,很多人有疑问:中子星不是电子都被压入了原子核,与质子结合成中子了吗,中子不带电怎么还有磁场呢?

其实中子星并不是想象的那样就是一大坨中子,它的结构非常复杂,比如它的外面通常认为是一层由铁构成的外壳,而核心部位在超高密度环境下可能存在突破夸克禁闭的自由夸克,或者包含奇夸克在内的超子物质等,对此科学界目前也没有定论。

总之这类中子星不仅可以有磁场,而且磁场通常还特别强。目前地表最强磁场记录是由日本东京大学创下的 1200 特斯拉,虽然只持续了一瞬间,而且还一路火花带闪电地把实验室给炸了,但这些在中子星面前都是小儿科。

中子星的磁场理论可以高达上万、甚至是上亿特斯拉,因此它们也被称为磁星

这些磁星的脉冲周期一般非常短,因为作为恒星的残骸,中子星继承了之前恒星的角动量。由于只是恒星的核心部位且被极度压缩,中子星的个头相较于恒星来说就像一座房子相较于地球。体积的大幅减小和角动量守恒,使得这些中子星具有极高的转速,甚至有些自转一圈只要几毫秒,因此它们被称为毫秒脉冲星(MSP)

但是随着时间的流逝,中子星也会慢慢“变老”。它们会逐渐失去角动量并减速,同时磁场也会随之减弱。假如一颗中子星的磁场太弱,它便无法继续产生高能射线,这也意味着该中子星的寿命到头了,该阈值被称为中子星的“死亡线”

倘若神秘信号的源头是一颗中子星的话,显然这颗中子星已经非常非常老了,老到已经没有力气再发射高能的无线电波。可是 22 分钟的周期意味着它虽然已经跨过死亡线,但仍旧活着

这就像正常人的血压和脉搏是同时具有的,但是有个人他已经没有脉搏了(正常来说可以判定死亡了),但是却发现他的血压仍然存在,这就很匪夷所思了。

所以要么这里面存在其他未曾发现的机制,要么这个人就不是个普通人,比如它不是中子星,而是一颗白矮星

同样作为恒星残骸,白矮星通常是由太阳这种小质量恒星死亡后形成的。由于处于的是电子简并态而非中子简并态(电子还没被压入原子核),所以白矮星的个头相比中子星要大得多。单从角动量守恒来看,这就使得白矮星的自转远慢于中子星。

虽然磁场起源问题一直属于天文学中的常见“疑难杂症”,但在一些理论模型中,白矮星的内部可能存在着类似行星一样的发电机原理,以至于它也能产生超强的磁场。对于这类高度磁化的白矮星磁星来说,产生类似脉冲星一样的射电束也不是没有可能。

磁场、射电束加上较慢的自转周期,白矮星的这个模型似乎可以解释这个长达 35 年的神秘信号。不过这个解释仍然有些牵强,因为目前天文学家还没有发现类似的白矮星脉冲星样本。之前在一个双星系统中曾发现过一颗白矮星脉冲星,但它的脉冲是由伴星的相互作用产生的,而且射电束的亮度要比这个信号低三个数量级。

所以究竟是磁星的理论有问题,还是说这个东西完全就是一种全新的天体,又或者有什么别的可能性,这背后的原因正是天文学家需要继续深入探寻的。

对于收到的异常信号真的是什么可能性都有,有些原因查明后甚至让人哭笑不得。最后给大家讲一个历史上真实的乌龙事件。

1998 年,澳大利亚帕克斯射电望远镜曾监测到一个十分诡异的射电信号。该信号有着特殊的频率,先高后低最后趋于平稳。更诡异的是,每到一天的中午时分该信号便会再次出现。不管是不是外星人发来的,这个信号源竟然和地球有着同样的时间周期,这也太巧合了。

从 1998 年到 2015 年,十几年间天文学家经常监测到这段诡异的射电信号,不少科学家还对此展开研究,发表了许多论文。

后来一位科研人员决定较个真儿,准备详细展开研究,他首先要排除的便是人为干扰。鉴于射电信号邻近微波波段,加上该信号总是出现在午饭时间,于是他将目光锁定在了食堂的微波炉上。

他注意到,有些员工在使用微波炉时经常不等结束直接打开微波炉的门。然后他便针对这种场景进行了专门的检测,结果显示,信号频率果真是先高后低最后趋于平稳,和传说中的神秘信号完全一致。至此神秘射电信号的真相终于水落石出。

所以可以看出,搞科研仅靠渊博的知识和硬核的技术有时候是不够的,严谨的逻辑和敏锐的洞察力往往也很重要。

参考资料

  • [1] https://www.space.com/slow-magnetar-neutron-star-physics

  • [2] https://en.wikipedia.org/wiki/GPM_J1839%E2%88%9210

  • [3] https://www.nature.com/articles/s41586-023-06202-5

  • [4] http://china.cnr.cn/gdgg/20230727/t20230727_526348256.shtml

本文来自微信公众号:Linvo 说宇宙 (ID:linvo001),作者:Linvo

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