两颗奇异的恒星可能向地球发出了独特的无线电信号

地球上有奇怪的无线电信号。如果天文学家知道在哪里可以找到它们，那么每天就有可能探测到数千次。

这些很可能不是外星人试图联系我们。天文学家称之为快速射电暴 (FRB)，它们是当今最令人困扰的太空谜团之一。我们开始了解它们的来源，但我们不确定它们的具体成因。

天文学家正在对此进行研究。南京大学和香港大学的研究人员在 9 月 21 日发表在《自然通讯》上的一篇论文中模拟了其中一个爆发的可能形成过程，研究了名为 FRB 20201124A 的快速重复爆发。

快速射电暴很短暂：大多数持续一两秒，甚至更短。它们是爆发：当它们产生时，它们的能量被认为与我们的太阳一样高。也就是说，当信号到达我们时，它们通常比我们的地面无线电波弱得多——这部分解释了为什么它们花了这么长时间才被发现。

十多年来，天文学家一直在用射电望远镜观察这些小光点。2007 年，天文学家梳理了六年前的数据，发现了一个来源不明的短暂脉冲。这是迄今为止数百个脉冲中的第一个。

来自未知的信号

导致快速射电暴的原因（如果有任何解释的话）仍不明朗。天体物理学家认为，快速射电暴与黑洞、中子星、伽马射线暴、超新星以及各种其他遥远现象（是的，甚至外星人）有关。

一个常见的罪魁祸首是磁星：一种高能中子星，具有极强的磁场，强度可达地球磁场的万亿倍。2020 年，天文学家发现了来自我们银河系磁星的 FRB。

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即便如此，磁星产生快速射电暴的确切原因仍不得而知。一些天文学家怀疑这与磁星的旋转方式有关，磁星的旋转方式可能会产生某些快速射电暴的可预测节拍——有点像旋转脉冲星的精确计时。天文学家将这种属性称为“周期性”。然而，在许多情况下，并没有证据表明存在周期性。（另一种理论认为，一些快速射电暴来自黑洞周围积聚的气体和尘埃盘。）

让事情变得更加复杂的是，这数百个 FRB 中的每一个都是不同的野兽。有些只闪一次，就再也没有见过。有些只闪几次。有些沉默了好几天，然后随机地短暂亮起，然后再次沉默。有些会快速连续地闪几十到几百次。FRB 20201124A 绝对属于后一类。

寻找 FRB 20201124A

天文学家于 2020 年 11 月首次发现它（因此得名）。他们用位于不列颠哥伦比亚省的射电望远镜 CHIME 瞥见了它的钟声，该望远镜目前负责搜寻 FRB 的指纹。每天，CHIME 都会扫过天空，每次在一个地方停留几分钟。正是在其中一次停顿期间，望远镜发现了 FRB 20201124A。

起初，它看起来就像是又一次 FRB。“我们并没有立即宣布它，”参与 CHIME 发现的麦吉尔大学博士后天体物理学家亚当·兰曼 (Adam Lanman) 说。这种情况很快就会改变。

2021 年 4 月，CHIME 观测到 FRB 20201124A 突然亮起，发出重复脉冲。CHIME 的天文学家向世界天文学界发出了警报。“此后，许多其他天文台也开始观测到大量事件，”兰曼说。

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其中一个观测站是 FAST：世界上最大的射电望远镜，位于中国西南部贵州省的山区。在同一天发表在《自然》杂志上的另一篇论文中，使用 FAST 的科学家报告称，在 FRB 20201124A 再次沉寂之前，他们又看到了近 2,000 次爆炸。

南京大学天体物理学家王法银说：“这么大的样本有助于我们了解快速射电暴的起源。”

重复的 FRB 并不是什么新鲜事，但 FAST 的观测发现无线电波中存在许多独特的指纹，表明有什么东西在操纵它们。“FRB 20201124A 有一些独特的特征，这促使我们为其创建一个模型，”王说。

模型恒星系统

王和他的同事尝试建立了一个模型。他们的模型表明 FRB 20201124A 确实来自磁星，但不仅仅是磁星。当无线电波从磁星爆发时，它们会穿过磁星所环绕的恒星的边缘。这是一种特殊的恒星，称为 Be 星，是一种非常明亮的恒星，被等离子体和气体盘所笼罩。来自 FRB 的无线电波会穿过该盘，这解释了它们的独特特征。

“虽然一切都只是推测，但并非不可能，”华盛顿大学圣路易斯分校天体物理学家乔纳森·卡茨 (Jonathan Katz) 说道，但他并不是本文的作者。

“我还没有看到任何其他论文像本文这样详细，”兰曼说道，他不是本文的作者。

但这个模型并不完美地符合 FAST 数据——它无法完全解释相当多的变化。“无论发生了什么，可能都是以他们的模型为核心，但事情远不止于此，”Katz 说。

以这种方式对 FRB 进行建模并不是什么新鲜事。天文学家经常认为重复的 FRB 是由于中子星或黑洞围绕另一颗恒星运行。另一方面，目前尚不清楚 FRB 20201124A 究竟是如何重复的。Katz 表示，外部团队尚未能够从 FAST 数据中寻找周期性的证据。

不过，如果天文学家正在寻找的是一颗围绕另一颗恒星运行的磁星，那么他们也知道在哪里可以找到它。产生该模型的相同观测结果帮助将 FRB 20201124A 的来源缩小到特定星系，这可以帮助天文学家日后找到它。他们可能会通过搜索其他波长来做到这一点：例如 X 射线或伽马射线。

天文学家以前曾尝试用 X 射线搜寻该星系。但该模型可能有助于他们缩小搜索范围，这也是 Lanman 在完成这项工作后提出的建议：“当然，今后需要进一步搜寻 X 射线对应物”，Lanman 说道。