中澳天文學家基於平方公里射電望遠鏡陣列先導項目揭開流星射電輻射特性

中科院紫金山天文台行星科學研究團隊與澳洲科廷大學（Curtin University）研究人員等合作，通過使用平方公里射電望遠鏡陣列（Square Kilometre Array，簡稱 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像有重要科學意義。

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像被同時觀測到，有一些甚至伴隨著電聲。從2014年到2016年，美國長波射電陣（Long Wavelength Array，簡稱 LWA）開展了一項超過二萬小時的觀測項目，試圖尋找伽馬暴在低頻波段的輻射。在這個項目中，研究人員發現了四十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LWA探測到了流星餘蹟的自發射電輻射。

為深入理解流星自發射電輻射的物理性質，紫金山天文台與洲科廷大學通過合作，使用SKA低頻先導項目默奇森大視場射電望遠鏡陣（Murchison Widefield Array，簡稱 MWA）針對流星雨等進行了三百多個小時的觀測，並與光學照片對照，在觀測圖像中尋找流星的自發射電輻射。在這些觀測數據中，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%。該項研究對了解流星自發輻射有科學價值。

【圖、文：節錄自中國科學院紫金山天文台網頁；新聞訊息由林景明提供】研究全文刊登在已經出版的英國《皇家天文學會月刊》