2018年5月18日,中科院紫金山天文臺行星科學研究團隊與澳大利亞科廷大學研究人員等合作,通過使用SKA先導項目觀測流星雨,給出了流星自發射電輻射在低頻波段的譜指數上限,在利用射電觀測尋找流星電離餘跡自發輻射方面取得重要進展。這一結果對於分析流星自發輻射特性與低頻射電暫現現象有重要科學意義。研究成果發表在《英國皇家天文學會月刊》。
流星電離餘跡是流星體在穿過大氣層時受熱產生的準中性等離子體餘跡。從二十世紀三十年代開始,人們發現流星電離餘跡能夠反射射電波,因此射電回波被用來探測流星路徑及判斷流星雨的輻射點。對流星電離餘跡自發輻射的研究始於五十年代,一些火流星與低頻射電暫現現象被同時觀測到,有一些甚至伴隨著電聲。從2014年到2016年,美國長波射電陣 開展了一項超過20,000小時的觀測項目,試圖尋找伽馬暴在低頻波段的輻射。在這個項目中,研究人員發現了40多個與光學流星在時間和空間上對應的射電暫現源,且這些暫現源與過去探測到的流星電離餘跡反射地面射電波有明顯差別。因此,人們認為美國長波射電陣探測到了流星餘跡的自發射電輻射。
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為深入理解流星自發射電輻射的物理性質,紫金山天文臺與澳大利亞科廷大學通過合作,使用SKA低頻先導項目默奇森大視場射電陣 針對流星雨等進行了300多個小時的觀測,並與光學照片對照,在觀測影象中尋找流星的自發射電輻射。在這些觀測資料中,沒有射電暫現源被證實為流星。科研人員根據過去流星雷達的探測結果估算不同輻射流量密度的流星的發生率,並考慮MWA的視場範圍、靈敏度和觀測時間等限制因素,給出流星自發射電輻射在70-100 MHz波段的譜指數上限為-3.7,置信度95%。該項研究對瞭解流星自發輻射有科學價值。(來源:紫金山天文臺官網)
圖1:MWA觀測流星的影象。上方為原始影象,下方為差值影象。左側影象中包括流星散射的地面射電輻射幹擾。