跨越光年，跨越空间，快速射电爆发引起天文学家的注意

简介：来自深空的快速无线电爆发已经发生了数十亿年，科学家们近几十年才观测到它们。2020年1月，研究者们在《自然》杂志上发表了一篇论文，对旧数据进行了重新分析，发现了来自FRB 180916.J0158+65的不止一次爆发。

是什么产生了这些不寻常的信号？为什么这个会重复？

图解：这张照片显示了加拿大氢强度测绘实验——夜间快速射电爆发项目。图源：livescience

宇宙深处的一个奥秘变得很奇怪。天体物理学家发现了一条线索，可以帮助解释为什么每隔一段时间，超高速的无线电波爆发会从深空掠过地球。但这一线索的其中一次爆发的16天重复模式，破坏了一个关于爆发来自何处的最流行理论。

图解：SETI接收到快速射电爆发源FRB12102。图源：scitechdaily.

快速射电爆发（FRB）可能已经发生了数十亿年。但人类在2007年才发现了它们，此后只发现了几十只。而在2019年6月，天文学家终于追踪到了一个FRB所在的星系。

但没人知道是什么原因造成的。因为这些爆发是如此罕见、不寻常和明亮。考虑到它们是可见的，从数十亿光年跨越太空，物理学家往往认为他们发生于一个灾难性的事件，如恒星碰撞。

然而，这种重复的模式暗示着另一种情况正在发生，宇宙中有某种天然的机器在向太空输送有规律的无线电能量尖叫。

图解：A1689b11——迄今为止发现的最古老的螺旋星系。图源：gauravtiwari。

研究人员在查看加拿大氢强度测绘实验快速射电爆发项目（CHIME/FRB）的数据时，于2019年首次发现了这种FRB，即FRB180916.J0158+65。2020年1月，他们在《自然》杂志上发表了一篇论文，对旧数据进行了重新分析，发现了不止一次来自FRB180916.J0158+65的爆发。他们将FRB追溯到了一个相对较近的螺旋星系。2月3日发表在arXiv数据库上的这篇最新论文的新特点是，爆发的规律性。他们发现，FRB经历了4天的定期活动周期，几乎每小时向太空发射无线电波。然后进入12天的静默期。有时放射源似乎跳过了常规的四天清醒期，或者只发出一次脉冲。他们指出，CHIME/FRB只能在某些时候观察FRB，因此很可能探测器在清醒期间漏掉了很多FRB。

研究人员在一份声明中指出，没有人知道这种模式意味着什么，但这种模式并不完全符合对FRB的任何现有解释。

一般来说，在天体物理学中，像这样的模式通常与旋转的物体或轨道天体有关。从地球上X射线探测器的角度来看，中子星似乎经常有规律地频闪，因为它们表面的热点看起来像灯塔信标一样旋转进出。而微小的行星每次经过它们所环绕的恒星和地球之间时，都会使它们的光线变暗。

换句话说，对于天体物理学来说，模式倾向于表示旋转。但没人知道这种模式是控制了所有的FRB还是仅仅控制了其中的一部分。

射电天文学

图解：美国新墨西哥州的无线电干涉仪的超大型阵列。图源：public

射电天文学是以无线电频率研究天体的天文学的一个分支。1932年，贝尔电话实验室（Bell Telephone Laboratories）的卡尔•詹斯基（Karl Jansky）观测到来自银河系的辐射，首次探测到来自天文物体的无线电波。随后的观察发现了许多不同的放射源。其中包括恒星和星系，以及全新的天体类别，如射电星系、类星体、脉冲星和脉泽。通过射电天文学发现的宇宙微波背景辐射的发现，被认为是大爆炸理论的证据。

图解：射电星系之所以得名，是因为它们释放出巨大的射电光束或“喷流”。这些都是通过带电粒子和星系中心超大质量黑洞的强磁场之间的相互作用来实现的。图源：meaww。

图解：类星体是活跃的黑洞——主要来自早期宇宙。图源：scitechdaily

射电天文学是使用大型射电天线（称为射电望远镜）来进行的，射电望远镜要么单独使用，要么与利用射电干涉测量和孔径合成技术的多连杆望远镜一起使用。干涉测量法的使用使射电天文学能够获得高的角度分辨率，因为干涉仪的分辨率是由其组件之间的距离而不是组件的大小决定的。

BY: Rafi Letzter - Staff Writer

FY: 武薇

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