“中国天眼”探究快速射电暴的奥秘

    在所有令人兴奋的宇宙现象中，很少有像快速射电暴（FRB）一样吸引人的。这是个巨大的宇宙谜团：自从人类在2007年发现第一个FRB信号以来，这些来自太空深处的神秘无线电信号一直困扰着寻找其来源的科学家。FRB是一种非常短但非常强烈的无线电波脉冲，其持续时间只有千分之一秒，却能产生相当于太阳一年产生的能量。有些FRB会重复出现，令科学家难以解释其原理。

    如今，对有史以来发现的第一个重复FRB——于2012年首次观测到的FRB 121102——的第二次分析，揭示了一些有趣的新信息。北美青年文化平台VICE报道称，根据本月发表在《自然》杂志上的研究，一个以中国科学家为首的国际科研团队在短短47天内，从这个神秘的源头记录到1652次无线电爆发，其中122次发生在一个小时之内。这是人类目前从一个FRB源记录到的次数最多的爆发。

    “这一发现的规模是显著的，此前，从这个源头记录的FRB总数只有349个。”美国内华达大学物理学和天文学教授、该研究成果的共同作者张冰博士在一封电子邮件中对VICE说，“这是迄今为止，从单一FRB源收集到的最大的爆发样本。”

    VICE称，这些观测是在2019年8月29日至10月29日期间，使用“中国天眼”——500米口径球面射电望远镜（FAST）进行的，它使科研团队能够以前所未有的方式观测FRB 121102的射电爆发。

    这一发现在极大推进对FRB起源研究的同时，也使情况变得更复杂：大量的探测结果使研究人员能够专注于周期性或半周期性的指标，即信号的重复模式，这表明FRB源于一个单一的旋转源，例如脉冲星。但他们一个这样的模式也没有找到。

    “可能有不止一种机制导致FRB，但必须对其他重复来源进行观察，以证实这一假设。”张冰对VICE说。“由于FRB 121102是个活跃的重复FRB的例子，这些假设通常对任何重复的FRB来说都是成立的。”

    尽管如此，张冰仍然指出，他们的研究表明，关于FRB起源的最流行理论之一站不住脚。

    “解释FRB的主要模型是磁星，这是一种具有超强磁场的中子星。”他写道。“有两种解释路径：第一种是磁星的磁层负责释放FRB；第二种则认为，FRB是由远离磁层的一个点产生的冲击发出的。新的观测结果否定了第二种模型，因为该模型在产生爆发时效率不高。由于我们在很短的时间内观测到了大量爆发——有些只间隔了几秒钟——第二种模式几乎不可能说得通。我们的结果表明，假设磁星确实是重复FRB的来源，那么这些爆发更可能是由磁层产生的，而不是由磁星上的点产生的。”

    张冰团队已经对FRB 121102有了相当多的了解，因为它是人类发现的第一个重复FRB。例如，它有一个活跃阶段，然后是67天的不活跃期；它起源于一个矮星系，位于30亿光年外的一个恒星形成区。但正如新研究表明的那样，张冰团队对这个神秘的无线电源的了解还不够。

    “我的团队正在使用FAST射电望远镜监测其他的重复FRB，正在积累令人兴奋和意想不到的结果。”张冰总结道。“请继续关注！”

    见习编辑：袁野

综合编译 顾海波