在廣袤的宇宙中，偶然會(huì )有一股射電暴襲來(lái)，僅僅閃現幾個(gè)毫秒。究竟是誰(shuí)發(fā)出了這些射電暴？它們到底包含了什么信息？過(guò)去十幾年，天文學(xué)家一直在探尋真相。

　　依托“中國天眼”（FAST），我國科研人員對重復快速射電暴FRB20201124A的近2000次爆發(fā)進(jìn)行了觀(guān)測，獲得了迄今為止最大的快速射電暴偏振觀(guān)測樣本。他們發(fā)現這個(gè)快速射電暴處于一個(gè)非常復雜的動(dòng)態(tài)演化的強磁場(chǎng)環(huán)境中，并首次探測到快速射電暴周?chē)?個(gè)天文單位（即太陽(yáng)到地球的距離）內的磁場(chǎng)變化。這些發(fā)現表明，FRB20201124A非常活躍，它可能來(lái)自一個(gè)雙星系統，該研究朝著(zhù)確定快速射電暴的產(chǎn)生機制邁出關(guān)鍵一步。相關(guān)成果9月21日在線(xiàn)發(fā)表于《自然》和《自然·通訊》雜志。

　　快速射電暴是廣袤宇宙中的一種射電劇烈爆發(fā)現象。它持續時(shí)間極短，通常只有幾毫秒。

　　可別小瞧這幾毫秒的閃現。雖然它存在的時(shí)間非常短，但能量特別高。在這幾毫秒的時(shí)間里，它可以把地球上幾百億年的發(fā)電量，完全以射電波的形式釋放掉。

　　2007年發(fā)現首個(gè)快速射電暴以來(lái)，天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現了數百個(gè)來(lái)自廣袤宇宙的快速閃光。然而，“快速射電暴的起源和能源機制卻是當今天文學(xué)最大的謎題之一，科學(xué)家對此一直爭論不休。”北京大學(xué)/中科院國家天文臺研究員李柯伽強調。

　　最初，天文學(xué)家探測到的快速射電暴主要來(lái)自銀河系外。2020年，天文學(xué)家探測到了來(lái)自銀河系磁星（即磁場(chǎng)特別強的中子星）的快速射電暴。“這表明，有些快速射電暴起源于磁星，但那些來(lái)自銀河系外的快速射電暴的起源依然未知。同時(shí)，快速射電暴雖然有大量射電波段的觀(guān)測資料，但長(cháng)期以來(lái)天文學(xué)界對其核心區域的直接觀(guān)測仍然很少。”李柯伽坦言。

　　利用FAST，研究團隊對FRB20201124A進(jìn)行了長(cháng)期監測。“我們在54天的82小時(shí)觀(guān)測中，測到了來(lái)自這個(gè)快速射電暴的1863個(gè)爆發(fā)脈沖信號，它的高爆發(fā)率使其成為最活躍的幾個(gè)重復暴之一。”李柯伽說(shuō)。

　　研究團隊通過(guò)對這個(gè)快速射電暴的深度觀(guān)測，取得若干重要發(fā)現，均屬于國際首次。

　　他們“拍攝”到了快速射電暴的法拉第旋轉量動(dòng)態(tài)演化的“電影”。“法拉第旋轉量可以幫助我們測量宇宙環(huán)境中的磁場(chǎng)強度。”李柯伽解釋說(shuō)。他們首次發(fā)現了法拉第旋轉量的奇異演化行為，即在前36天里法拉第旋轉出現了無(wú)規律的短期變化，而在隨后的18天里幾乎不變。

　　同時(shí)，研究團隊首次發(fā)現了快速射電暴的猝滅現象，即FRB20201124A前期一直保持著(zhù)高爆發(fā)率，然后在74小時(shí)內突然熄滅。對此，李柯伽解釋說(shuō)：“我們一直以每隔一天或者兩天、每次一兩個(gè)小時(shí)的觀(guān)測頻率持續觀(guān)測該快速射電暴，突然有一天這個(gè)快速射電暴就看不到了，之后繼續觀(guān)測了15天也沒(méi)有發(fā)現它的信號。它突然消失距離上次觀(guān)測正好74小時(shí)。”

　　“我們還首次測到快速射電暴偏振度隨電磁波波長(cháng)振蕩的現象。這些現象都說(shuō)明在這個(gè)快速射電暴周?chē)粋€(gè)日地距離內的環(huán)境是非常復雜且在動(dòng)態(tài)演化著(zhù)的。”李柯伽說(shuō)。

　　此外，通過(guò)國際合作，研究團隊利用美國10米凱克光學(xué)望遠鏡，對這個(gè)快速射電暴的宿主星系進(jìn)行了深度觀(guān)測。共同通訊作者、北京大學(xué)教授東蘇勃說(shuō)，他們發(fā)現其宿主星系是一個(gè)約銀河系大小、富金屬的棒旋星系。

　　更重要的是，研究人員還發(fā)現，這個(gè)快速射電暴所在區域的恒星密度較低，與星系中心距離不遠不近。

　　“我們認為，這個(gè)環(huán)境與大質(zhì)量恒星極端爆炸導致的超亮超新星模型不符，也與伽馬射線(xiàn)暴后形成的年輕磁星模型不相符合。”李柯伽說(shuō)，這為快速射電暴起源研究提供了新認識。

　　這一快速射電暴到底所來(lái)何處？《自然·通訊》一文的第一作者和通訊作者、南京大學(xué)教授王發(fā)印表示，他領(lǐng)銜的團隊首先發(fā)現了FRB20201124A周?chē)拇艌?chǎng)改變了方向，“該現象與銀河系內PSR B1259-63/LS 2883雙星相似，所以我們認為，FRB20201124A可能產(chǎn)生于磁星和Be星（比太陽(yáng)更熱、更大、旋轉更快的恒星）組成的雙星系統。”

　　在王發(fā)印團隊建構的模型中，法拉第旋轉量的演化由快速射電暴輻射穿過(guò)Be星盤(pán)產(chǎn)生，當磁星運動(dòng)到Be星和觀(guān)測者之間時(shí)，FRB20201124A周?chē)拇艌?chǎng)改變了方向。

　　“這項研究為解釋快速射電暴的起源提供了重要線(xiàn)索，即一部分快速射電暴可能起源于雙星系統。”王發(fā)印說(shuō)。（記者 陸成寬 金鳳）