科學家們眼中的單一性快速射電暴（FRB）及其如何產生
多年以來，天文學家都難以理解快速射電暴（Fast Radio Burst,簡稱FRB，一種源自遙遠銀河系外的強大瞬間能量脈衝）的來源。在一次偉大的科技成就中，天文學家們終於找到了一個一次性FRB的起源星系。但其在宇宙中出人意料的位置意味著科學家們不得不推翻從前的理論，從頭再來了。
發表在《科學》(Science)雜誌上的一項新研究描述了第一個定位到特定星系的單一性FRB。
麥吉爾大學的天文學傢什裡哈斯·坦杜爾卡（Shriharsh Tendulkar）告訴沒有參與這項新研究的吉茲莫多（天文在線）:“這是一個非常重要的成就。從技術的角度來看，要找到一個非重複性的FRB，並在同一時間用同一臺望遠鏡精確測量它的位置，是一個非常具有挑戰性的任務。”
由來自澳大利亞國家望遠鏡中心聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)的天文學家凱斯·班尼斯特領導的小組，是當前第一個定位了單一、非重複性FRB起源星系的團隊。
方陣探路者（ASKAP）射電望遠鏡視圖，圖片：CSIRO/亞歷克斯·切爾尼
自2007年被首次探測到，FRB至今仍然是一種難以理解的天文現象。顧名思義，這些脈衝極快，僅持續數毫秒； 其頻率在無線電頻譜範圍內；其能量極強，很久以前就起源於遙遠的星系。一直以來，天文學家也只能猜測這些脈衝的來源，而目前較為普遍的理論涉及具有強磁場的中子星(磁層星體)、暗物質、黑洞、超新星，甚至是地外文明活動。
重複性FRB的定位過程相對簡單，因為他們發生在宇宙空間中的同一點上。而通過多個觀測臺定位非重複性FRB卻十分困難，原因是科學家也無法預測下一個脈衝會出現在哪裡。班尼斯特的團隊開發了一種新的方法詣在定位非重複性FRB，該方法能夠在脈衝爆發後的一秒之內迅速記錄並保存數據。
實現該方法的重要工具便是CSIRO建立於澳大利亞西部的ASKAP射電望遠鏡。該射電望遠鏡由多個碟狀天線構成。ASKAP發現了單一FRB,將其命名為FRB 180924。此外，該團隊發現其來自於約36億光年外DES J214425.25–405400.81星系的外部區域。他們利用這些脈衝到達不同天線的微弱距離差引起的微小時間差來定位FRB。
該研究的合著者、斯溫伯恩理工大學的天文學家亞當·德萊爾（AdamDeller）在CSIRO的新聞稿中解釋道，“從這些哪怕僅不到十億分之一秒微小的時間差中，我們能夠確定這些脈衝爆發的主星系，甚至它的確切起點--距離星系中心有1.3萬光年之遙的邊緣區域。”
班尼斯特對該成果做了如下解釋：“如果站在月球上以此種精度俯瞰地球，那我們不僅能夠確定爆炸源自於哪個城市，還能夠確定其郵區號（城區）--甚至具體到某一條街道。”
此後，歐洲南方天文臺在智利的超大望遠鏡對該星系進行了進一步的觀察，夏威夷的凱克望遠鏡和智利的雙子南座望遠鏡測量了它與地球的距離。此三者就是當今世界上最大的三臺光學望遠鏡了。
並未從事這項新研究的荷蘭射電天文學研究所學者艾米莉·彼得羅夫對此大為稱讚：“我認為最了不起的是他們已經捕捉到了如此多單無線電脈衝的深入信息--不僅能夠精確地定位爆發所產生的星系，還能夠測量爆發源周圍環境中的磁場。”
如今，這一成就有可能推翻原有對於FRB存在環境的假設。如上所述，FRB 180924源自於其星系的邊緣區域。唯一其他已定位的FRB，是在2017年所定位的重複性FRB，其起源於一個矮星系的密集恆星形成區域。那麼自然地，天文學家們就認為是這種動盪複雜的環境促成了FRB 的出現，但FRB 180924是在一個與我們銀河系大小相當的大星系中發現的，而且該區域星體的形成已近乎停止。
彼得羅夫表示：“這是兩個完全不同的星系。這樣的結果帶給我們更多的是問題而非答案。但至少我們知道了ASKPA可以從一次性脈衝中定位FRB，相信很快我們就能夠通過定位更多的脈衝爆發而得到答案。”
坦杜爾卡告訴吉茲莫多：“天文學家們為重複性FRB設想的模型來自一顆年輕的磁層星體--一顆強磁化中子星，但該模型對非重複性FRB根本不起作用。“在一個滿是古老恆星的巨大星系外圍找到一個年輕的磁層星體，就像在撒哈拉沙漠中找一條鯨魚。當然，在該領域很早就可以做到，但這可能意味著重複性和非重複性FRB有著完全不同的起源。”
正如彼得羅夫和坦杜卡爾所指出的那樣，這一結果產生的問題多於答案。但這很好！如今，天文學家有了更多的收入用於探索，雖出人意料，但這些路徑最終會使我們找到真相。
1.WJ百科全書
2.天文學名詞
3. Laurels- gizmodo-George Dvorsky
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