天文学家捕捉到来自 30 亿光年外矮星系的强烈射电爆发

大规模爆炸源自深空，在天文学家的数据中，它们以无线电波的快速激增的形式出现。快速射电暴 (FRB)，正如它们的名字，在一次脉冲中携带的能量相当于太阳在 100 年内发射的能量。但是，由于爆发通常只持续几千分之一秒，射电天文学家通常没有足够的背景信息来理解这些戏剧性的宇宙事件或确定闪光的确切来源。因此，FRB 一直是天文学的一大谜团。

科学家们对于这些剧烈的无线电波爆发的原因知之甚少。一些理论家认为，这些爆发源自黑洞或中子星等密度极高的物体的碰撞。另一些人则认为，FRB 源自遥远恒星的坍缩。

现在，天文学家正在收集他们需要的证据，以将 FRB 谜团的各个部分拼凑在一起——新发现的爆发具有两个关键属性，可能有助于天文学家更持续地观察这些神秘的爆炸。

最新的 FRB 探测来自中国贵州的五百米口径球面射电望远镜 (FAST)。但这次爆炸不仅仅是天文学家数据中的一次闪光。它会不时重复，因此研究人员能够在世界各地望远镜的后续观测中定位它。发表在《自然》杂志上的一篇论文中描述了 本周，FRB 20190520B 还与两次爆发之间的一个持续射电辐射源有关。该辐射源位于距离地球约 30 亿光年的矮星系边缘。

为了弄清 FRB 的来龙去脉，研究人员一直在寻找类似这样的重复事件。“对每个人来说，关键问题是它的起源，”研究作者、FAST 望远镜首席科学家、中国科学院国家天文台射电部门负责人李迪说。“我们真的想知道什么样的天体或什么样的物理现象可能产生如此明亮的东西。”

自 2007 年首次发现 FRB 以来，天文学家发现的绝大多数 FRB 都是独特的独立事件。在发现的 500 多次爆发中，只有约 5% 是重复的。

大多数不会重复的事件给后续研究带来了额外的挑战。“尽管它们非常明亮，但它们是一次性事件，”李说。“等你从数据中挖掘出来时，可能已经是第二天甚至下个月了。然后你就无法回头了……你无法捕捉到宇宙爆炸的发生过程。”

一次性事件固然有趣，但重复事件才是研究人员开始摸索出规律以更深入地理解现象的起点。

这就是为什么最新的 FSB 发现为研究人员提供了一个机会来拼凑这个爆炸谜团的碎片。这是继 2012 年首次发现的 FSB 之后，第二次在脉冲之间检测到具有较弱无线电波持续源的重复 FSB。此后还发现了其他重复器，但没有其他重复器与持续无线电源相关联，这为天文学家提供了更多可供研究的内容。

“第一个问题只会带来更多问题。第二个、第三个和第四个问题会帮助我们找到问题的答案，”哥伦比亚大学天体物理学博士候选人纳文·斯里达尔 (Navin Sridhar) 说，他研究 FRB 并进行模拟以确定此类现象的物理原理。他没有参与这项新研究。“这是一类极其新的事件，每一个额外的来源和数据点都是宝贵的。”

科学家们正在努力弄清是什么驱动了这些剧烈的爆炸，以及有多少不同的因素可能导致快速射电暴。这项工作的一部分是确定爆发的起源，但研究人员也将这些现象分为不同的类别。目前，它们主要分为重复性和非重复性。持续性无线电辐射的关联又增加了一个难题。

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有了这次新发现，“我们可以自信地说，[2012 年发现的 FRB] 并非异常值，”Sridhar 说。但平行 FRB 可能代表着一整类不同的爆炸。“所以我们不能把所有 FRB 都归为一类，然后说，‘好吧，所有 FRB 都是这样表现的。’这表明一类新的 FRB 诞生了。”

李认为，也许还有另一种解释。他说，这两个重复器可能是较年轻的 FRB。这个想法围绕着爆炸后你期望看到的东西。碎片不会立即消散。这些物质需要一段时间才能扩展到宇宙中。如果天文学家在早期就发现了爆发，那么更密集的喷出物云可能是这些持续无线电辐射的来源。李说，这也解释了为什么它如此活跃。

Sridhar 表示，尽管此次新发现的 FRB 与 2012 年首次发现的重复 FRB 有关键相似之处，但并不完全相同。此外，他说，关于这些爆发特别年轻的理论依赖于对驱动它们的因素的假设。他说，如果是磁星（具有极强磁场的中子星）造成的，那就说得通了。但如果源头是一类从附近恒星吸积物质的黑洞双星，它也可能显示出这种无线电特征——而且它会随着时间的推移而变得更强。

“我们确实需要了解 FRB 的环境，以便确定为其提供动力的引擎，”Sridhar 说。

毕竟，无线电波爆发并不罕见。科学家计算出，宇宙中每天都会发生数百次地球可探测到的快速射电暴。但研究人员才刚刚开始了解这一神秘现象。快速射电暴并不是唯一的宇宙之谜。

“我们生活在一个充满活力的宇宙中，”李说。“我们不断发现这些奇怪、有时难以理解的神秘事物。宇宙中未知的东西比已知的要多得多。”

更正（2022 年 6 月 27 日）：此前报道说，最近在中国探测到的快速射电暴会定期重复，但实际上它是偶尔重复的。现已更正。