快速射电暴研究取得巨大突破 进一步接近真相

快速射电暴是宇宙中普遍存在且释放巨大能量的一种现象。但对于快速射电暴如何产生以及为何出现这种现象，科学家几乎一无所知。造成这种尴尬的主要原因在于，自2007年首次发现快速射电暴以来，科学家从未完全确定它们的源头。快速射电暴究竟由黑洞喷射还是飘忽不定的恒星横冲直撞的产物？又或者是外星人试图与我们取得联系？

在揭示快速射电暴谜团的道路上，科学家刚刚取得一项巨大突破。 在《科学》杂志27日刊登的一篇论文中，一支国际小组报告称他们首次锁定非重复性快速射电暴的源点。研究论文主执笔人、澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）天文学家基斯·班尼斯特表示：“ 这是我们第一次发现并锁定快速射电暴的位置。我们利用望远镜进行所谓的‘实景重播’，进而确定它的位置 。”

艺术概念图，CSIRO的ASKAP射电望远镜发现一场快速射电暴并确定它的准确位置

“实景重播”系统是一项具有突破性的革新，有助于科学家揭示何种奇异的宇宙现象产生了快速射电暴。哥伦比亚大学天体物理学家布莱安·梅特泽格表示：“这是一项真正意义上的重大发现。”梅特泽格并没有参与此项研究。

班尼斯特等人的关注焦点是快速射电暴180924， 持续时间只有1.3毫秒 。180924是天文学家发现的 第86场快速射电暴 。传统理论给出的快速射电暴源头包括黑洞、中子星、高能超新星、闪电星（一种假想脉冲星）或者暗物质塌陷。梅特泽格和他的同事认为快速射电暴 由年轻磁星的极度活跃耀斑导致 。这是迄今为止最令人津津乐道的快速射电暴理论之一。

银河系高悬在ASKAP射电望远镜阵列上空

2017年，科学家设法锁定重复性快速射电暴121102的源头，一个距地球30亿光年的矮星系。与121102这样的重复性快速射电暴相比， 锁定一次性快速射电暴源头的难度更大 。班尼斯特表示：“关键是要有一架 既能发现快速射电暴，又能确定其位置的望远镜 。此前的望远镜只能做到其中一点。”

CSIRO的ASKAP射电望远镜阵列座落于西澳大利亚州，由 36个碟形 天线构成。在这个望远镜阵列的帮助下，科学家确定了180924的位置。观测时，ASKAP的天线 全部对准夜空中的同一个区域 。班尼斯特和他的研究小组还改进相关系统，让收集快速射电暴数据成为可能。此外，他们还 定制每秒可进行10亿次不同测量的硬件 ，同时研发软件，对数据进行实时分析。

欧洲南方天文台的甚大望远镜

一旦ASKAP探测到快速射电暴，便停止数据收集，软件处理每个天线在过去3秒收集的原始数据。最初的快速射电暴信号以不同时间抵达每个天线，天文学家可以利用抵达时间的微小差距，估算快速射电暴的位置， 精确度可达到0.1角秒左右 。随后，研究小组对源点进行成像并利用三个强大的地面望远镜—— 欧洲南方天文台的甚大望远镜，夏威夷的凯克望远镜和智利的双子南座望远镜 ——测算距离。

快速射电暴180924座落于一个距地球36亿光年的星系的外缘。这个星系处在天鹅座，个头、外形和亮度与银河系相当。与其它快速射电暴一样，星际气体导致180924偶尔减慢脚步。这种效应被称之为“ 弥散 ”。天文学家能够利用弥散效应猜测气体的类型以及快速射电暴在奔赴地球过程中遭遇了多少星际气体。

夏威夷的凯克天文台

麦吉尔大学天文学家什里哈尔·特杜尔卡表示：“对于非重复性快速射电暴，我们只有一次机会去发现并测算它的位置。ASKAP团队干得漂亮。”特杜尔卡并没有参与此项研究。

班尼斯特表示：“这一发现带来了更多疑问。我们现在知道快速射电暴能够在宇宙中非常被动的区域发生。我们此前认为需要大量恒星形成过程才能产生快速射电暴。”他认为新发现对某些模型不利。180924来自于星系外缘，这意味 星系中央超大质量黑洞并非快速射电暴的常见源头 。此外，非常年轻的恒星——例如超新星爆炸后形成的年轻磁星——也可能被排除在外。班尼斯特称：“我们必须重新回到制图板，思索快速射电暴如何在各种环境下产生。”

ASKAP射电望远镜阵列，座落于西澳大利亚州的默奇森射电天文学天文台

并非每个人都认为新发现意味着我们需要调整当前的快速射电暴理论。康奈尔大学天文学家詹姆斯·考德斯指出中子星，尤其是 磁星 仍旧是可能性最大的快速射电暴源头。有理论认为快速射电暴在超明亮超新星爆炸中形成，这种超新星更有可能在金 属浓度较低的矮星系 形成。他说：“这种理论在一定程度上仍旧成立，新发现的快速射电暴及其所在的星系可能是一个反例。”考德斯并没有参与此项研究。

重复性和非重复性快速射电暴可能要用不同的模型加以解释。特杜尔卡表示：“在拥有远古恒星的大质量星系的外缘寻找年轻磁星就像在 撒哈拉沙漠寻找一头鲸鱼 。重复性和非重复性快速射电暴的源头可能截然不同。”

ASKAP望远镜阵列的碟形天线，装有新型相控阵列馈电接收器，拥有30平方度的广阔视野

班尼斯特并不认为新发现彻底将磁星排除在潜在源头之外。也许，磁星的类型和形成条件要超出科学家此前预计。他说：“可能存在更多方式形成可产生快速射电暴的磁星。大自然的快速射电暴制造方式 并不只有一种 。”

只有收集更多快速射电暴数据，科学家才能解答这些问题。毫无疑问，班尼斯特和他的团队为科学家深入研究这种现象铺了一条新路。确定快速射电暴的源点能够进一步缩小“犯罪现场”可能物品的范围，有助于科学家找到“元凶”。此外，科学家可以利用快速射电暴的弥散测绘宇宙中的物质分布，进而解答宇宙学方面的诸多疑问。

翻译：牛树军

编辑：盛云卿

星辰大海自助套餐(‵﹏′)