在廣袤的宇宙中，偶然會(huì)有一股射電暴襲來,，僅僅閃現(xiàn)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,？過去十幾年,，天文學(xué)家一直在探尋真相。
依托“中國(guó)天眼”（FAST）,，我國(guó)科研人員對(duì)重復(fù)快速射電暴FRB20201124A的近2000次爆發(fā)進(jìn)行了觀測(cè),，獲得了迄今為止最大的快速射電暴偏振觀測(cè)樣本。他們發(fā)現(xiàn)這個(gè)快速射電暴處于一個(gè)非常復(fù)雜的動(dòng)態(tài)演化的強(qiáng)磁場(chǎng)環(huán)境中,，并首次探測(cè)到快速射電暴周圍1個(gè)天文單位（即太陽(yáng)到地球的距離）內(nèi)的磁場(chǎng)變化,。這些發(fā)現(xiàn)表明，F(xiàn)RB 20201124A非?；钴S,，它可能來自一個(gè)雙星系統(tǒng)，該研究朝著確定快速射電暴的產(chǎn)生機(jī)制邁出關(guān)鍵一步,。相關(guān)成果9月21日在線發(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(xiàn)象。它持續(xù)時(shí)間極短,，通常只有幾毫秒,。
可別小瞧這幾毫秒的閃現(xiàn)。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(xiàn)首個(gè)快速射電暴以來，天文學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)百個(gè)來自廣袤宇宙的快速閃光,。然而,，“快速射電暴的起源和能源機(jī)制卻是當(dāng)今天文學(xué)最大的謎題之一,，科學(xué)家對(duì)此一直爭(zhēng)論不休。”北京大學(xué)/中科院國(guó)家天文臺(tái)研究員李柯伽強(qiáng)調(diào),。
最初,，天文學(xué)家探測(cè)到的快速射電暴主要來自銀河系外。2020年,，天文學(xué)家探測(cè)到了來自銀河系磁星（即磁場(chǎng)特別強(qiáng)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測(cè)資料,，但長(zhǎng)期以來天文學(xué)界對(duì)其核心區(qū)域的直接觀測(cè)仍然很少,。”李柯伽坦言。
利用FAST,，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)FRB20201124A進(jìn)行了長(zhǎng)期監(jiān)測(cè),。“我們?cè)?4天的82小時(shí)觀測(cè)中，測(cè)到了來自這個(gè)快速射電暴的1863個(gè)爆發(fā)脈沖信號(hào),，它的高爆發(fā)率使其成為最活躍的幾個(gè)重復(fù)暴之一,。”李柯伽說。
研究團(tuán)隊(duì)通過對(duì)這個(gè)快速射電暴的深度觀測(cè),，取得若干重要發(fā)現(xiàn),，均屬于國(guó)際首次。
他們“拍攝”到了快速射電暴的法拉第旋轉(zhuǎn)量動(dòng)態(tài)演化的“電影”,。“法拉第旋轉(zhuǎn)量可以幫助我們測(cè)量宇宙環(huán)境中的磁場(chǎng)強(qiáng)度,。”李柯伽解釋說。他們首次發(fā)現(xiàn)了法拉第旋轉(zhuǎn)量的奇異演化行為,，即在前36天里法拉第旋轉(zhuǎn)出現(xiàn)了無規(guī)律的短期變化,，而在隨后的18天里幾乎不變。
同時(shí),，研究團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)了快速射電暴的猝滅現(xiàn)象,，即FRB 20201124A前期一直保持著高爆發(fā)率，然后在74小時(shí)內(nèi)突然熄滅,。對(duì)此,，李柯伽解釋說：“我們一直以每隔一天或者兩天、每次一兩個(gè)小時(shí)的觀測(cè)頻率持續(xù)觀測(cè)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(xù)觀測(cè)了15天也沒有發(fā)現(xiàn)它的信號(hào)。它突然消失距離上次觀測(cè)正好74小時(shí),。”
“我們還首次測(cè)到快速射電暴偏振度隨電磁波波長(zhǎng)振蕩的現(xiàn)象,。這些現(xiàn)象都說明在這個(gè)快速射電暴周圍一個(gè)日地距離內(nèi)的環(huán)境是非常復(fù)雜且在動(dòng)態(tài)演化著的,。”李柯伽說,。
此外,，通過國(guó)際合作，研究團(tuán)隊(duì)利用美國(guó)10米凱克光學(xué)望遠(yuǎn)鏡,，對(duì)這個(gè)快速射電暴的宿主星系進(jìn)行了深度觀測(cè),。共同通訊作者、北京大學(xué)教授東蘇勃說,，他們發(fā)現(xiàn)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(xiàn),，這個(gè)快速射電暴所在區(qū)域的恒星密度較低，與星系中心距離不遠(yuǎn)不近,。
“我們認(rèn)為,，這個(gè)環(huán)境與大質(zhì)量恒星極端爆炸導(dǎo)致的超亮超新星模型不符，也與伽馬射線暴后形成的年輕磁星模型不相符合,。”李柯伽說,，這為快速射電暴起源研究提供了新認(rèn)識(shí)。
這一快速射電暴到底所來何處,？《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(tuán)隊(duì)首先發(fā)現(xiàn)了FRB 20201124A周圍的磁場(chǎng)改變了方向,，“該現(xiàn)象與銀河系內(nèi)PSR B1259-63/LS 2883雙星相似,，所以我們認(rèn)為，F(xiàn)RB 20201124A可能產(chǎn)生于磁星和Be星（比太陽(yáng)更熱,、更大,、旋轉(zhuǎn)更快的恒星）組成的雙星系統(tǒng)。”
在王發(fā)印團(tuán)隊(duì)建構(gòu)的模型中,，法拉第旋轉(zhuǎn)量的演化由快速射電暴輻射穿過Be星盤產(chǎn)生,，當(dāng)磁星運(yùn)動(dòng)到Be星和觀測(cè)者之間時(shí)，F(xiàn)RB 20201124A周圍的磁場(chǎng)改變了方向,。
“這項(xiàng)研究為解釋快速射電暴的起源提供了重要線索,，即一部分快速射電暴可能起源于雙星系統(tǒng)。”王發(fā)印說,。（記者 陸成寬 金 鳳）
