天文学家发现来自深空的重复射电爆发模式

天文学家花了六年时间观察一个距离我们一百万至十亿光年外的未知物体一次又一次爆炸。他们仍然不知道是什么在释放出如此剧烈的能量爆发，但一个团队认为他们至少已经弄清楚了这种河外烟火可能在什么时候爆发。如果他们的预测正确，那么这个物体将在整个夏天发出耀斑——这可能会为现代天文学最大的谜团之一提供一系列新的线索。

“每一次脉冲都在告诉你一些新的东西，”参与发现这一新模式的英国曼彻斯特大学天文学家 Kaustubh Rajwade 说道。“如果我们只观测了 10 次脉冲，就不会看到这种现象了。”

2000 年代末和 2010 年代初，天文学家开始注意到天空中出现了无线电波的闪烁。每个斑点都标志着一次潜在的灾难性能量喷发，其能量相当于太阳几十年来产生的能量，但被压缩到几千分之一秒。无论是什么原因导致了所谓的快速射电暴 (FRB)，它们肯定是宇宙中最剧烈的爆炸之一。理论家们任由想象力飞驰，考虑遥远的超新星、中子星碰撞，甚至外星飞船。

随后，重复事件接踵而至。2015 年，天体物理学家从 2012 年首次闪烁的深空某点又接收到了 10 个 FRB。无论那个物体是什么，它显然都幸存下来并再次爆发。一次又一次。射电望远镜从这个多产的发射器中获得了数十个甚至数百个探测结果。它的闪烁似乎是随机的，有时发出相隔十分之一秒的连续闪烁，有时爆发间隔几天甚至几个月。在已知的约 100 个 FRB 源中，近 20 个已被证实是“重复源”，其中大多数是去年天文学家使用加拿大氢强度测绘实验 (CHIME) 望远镜发现的。

在这群恒星中，CHIME 合作组仅观察到一个源以可探测的模式闪烁，即活跃期和平静期交替的 16 天周期。渴望获得具体信息的理论家抓住了这个数字，认为 16 天可能与磁化中子星旋转时的摆动相匹配，当它指向地球时，爆发变得可见。

现在，拉杰瓦德和他的同事发现了第二种可能的模式，这次是在 2012 年的原始重复事件中。他们在 5 月份的《皇家天文学会月刊》上详细介绍了他们的发现。

该团队利用英国洛弗尔望远镜尽可能多地观察最初的中继器，四年间零星观测了大约 120 个小时。在这些宝贵的时间里，中继器发出了 32 次短暂的爆发，足以让 Rajwade 在去年秋天分析它时清楚地看到其行为模式。“我基本上只是绘制了我的数据，”他说，“模式立刻就显现出来了。”

在收集了 6 年来已发表的数据中的 250 次额外闪光后，拉杰瓦德确信自己有足够的证据证明该重复源有规律地活动。他计算出，该源会连续 90 天在随机时间闪光，然后沉默 67 天。接下来，该周期重复，总共持续 157 天。该小组预测，该源应该在 6 月 2 日开启，爆发三个月。

但这一发现目前仍未得到证实。由于望远镜维护和观测时间的激烈竞争，该小组的 120 小时观测时间恰好大部分落在他们现在明白中继器已“开启”的时期，这可能会影响他们的结果。他们需要定期进行后续观测，以查看源是否真正遵循了他们推断的时间表。

“这里肯定发生了一些有趣的事情，每个人都会同意这一点，”阿姆斯特丹大学的射电天文学家凯利·古尔吉 (Kelly Gourdji) 表示，他没有参与这项研究。“但我们必须寻找更大的数据集来确认和改进。”

其他 FRB 研究人员也对未来的工作充满热情。麦吉尔大学天文学家、CHIME 合作项目成员 Emmanuel Fonseca 表示：“这确实是一件令人兴奋的事情，推动全球社区在这方面取得进展是件好事。这类发现确实将事物限制在一定范围内，有朝一日我们可能会对这些东西有一个清晰的认识。”

长达 157 天的周期（相对于其他中继器的 16 天周期）为可能发出爆发的物质提供了新线索，暗示存在比单颗中子星的疯狂旋转和摆动更慢的物质。“从本质上解释这一点变得困难，”古尔吉说。

新的模式更有力地支持了有关分离物体周期性地从远处相互干扰的理论。“我猜是一个轨道系统，”拉杰瓦德说。“FRB 实际上来自一个像中子星一样的致密物体，但它可能围绕着几乎任何东西运行：一颗巨大的恒星、一个黑洞，现在一切都在讨论之中。”FRB 也可能有各种起源。

他真正想知道的是，其他已知重复源的混乱闪烁中是否隐藏着其他模式，因为天文学家需要更多的例子才能得出确切的结论。经过五年的仔细观察，才发现了原始重复源的半年周期。如果其他 FRB 源的周期较慢，那么将更难梳理出来。只有通过收集更多的射电暴，天文学家才能开始辨别这些遥远星系中到底发生了什么。