【科技前沿】

“中國天眼”又有新發(fā)現(xiàn)

揭示快速射電暴密近環(huán)境動態(tài)演化

【資料圖】

光明日報北京9月21日電（記者齊芳）“中國天眼”500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）又有新發(fā)現(xiàn)——科研團隊對編號為20201124A快速射電暴（FRB?20201124A）進行了深度觀測，獲得了迄今為止最大的快速射電暴偏振觀測樣本，并首次探測到了距離快速射電暴中心僅1個天文單位（即太陽到地球的距離）的周邊環(huán)境的磁場變化，對確定快速射電暴中心引擎機制邁出關鍵一步。

這一成果是“中國天眼”FAST快速射電暴優(yōu)先和重大項目科研團隊取得的，發(fā)表在北京時間21日出版的國際學術期刊《自然》上。

快速射電暴（fast?radio?burst，F(xiàn)RB）是宇宙中偶發(fā)的射電爆發(fā)事件，自2007年首次被發(fā)現(xiàn)后，迄今已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了幾百個。其在幾毫秒的時間內(nèi)釋放出巨大的射電波段能量，相當于當前世界總發(fā)電量累計幾百億年的總和。但人們尚不清楚快速射電暴的物理起源，更不知道它的中心機制。

之前的研究表明，一些快速射電暴可能起源于磁星。但是那些與宇宙學起源相關的快速射電暴，尤其是能夠重復爆發(fā)的快速射電暴究竟來源于何處，卻依未可知。

此次研究團隊使用FAST對位于銀河系外的FRB?20201124A進行了長期監(jiān)測，它是人類已知的最活躍的重復爆發(fā)的快速射電暴之一。研究團隊在54天共計82小時觀測中測到了來自的FRB?20201124A的1863個爆發(fā)脈沖信號，形成了迄今為止最大的快速射電暴偏振觀測樣本，取得了多個國際首次重要發(fā)現(xiàn)。

——首次發(fā)現(xiàn)快速射電暴法拉第旋轉量的奇異演化行為。團隊“拍攝”到了FRB?20201124A的法拉第旋轉量動態(tài)演化的“電影”，發(fā)現(xiàn)在前36天里，法拉第旋轉出現(xiàn)了無規(guī)律的短時標演化，而在隨后的18天里幾乎不變。這一發(fā)現(xiàn)可以幫助測量快速射電暴環(huán)境中的磁場強度。

——首次發(fā)現(xiàn)了快速射電暴的猝滅現(xiàn)象，即FRB?20201124A從保持高速率重復爆發(fā)到在74小時內(nèi)突然熄滅的現(xiàn)象。

——首次探測到了與之前所有快速射電暴都顯著不同的高圓偏振度脈沖，其最高值達到了75%。

——首次在快速射電暴中發(fā)現(xiàn)頻率依賴的偏振振蕩現(xiàn)象。

這些現(xiàn)象都說明，F(xiàn)RB?20201124A周圍1個天文單位內(nèi)的環(huán)境是非常復雜的，并在動態(tài)演化著。而通過偏振振蕩現(xiàn)象，研究團隊對FRB?20201124A周圍1個天文單位的環(huán)境的磁場給出直接限制，達到了高斯量級以上。

除此之外，團隊還對FRB?20201124A的起源進行了探索。通過國際合作，該團隊使用美國10米凱克光學望遠鏡（Keck）對其宿主星系進行了深度觀測，發(fā)現(xiàn)這是個約銀河系尺度大小、富金屬的棒旋星系，F(xiàn)RB?20201124A所在區(qū)域恒星密度較低，處于旋臂之間，距離星系中心中等距離——這表明FRB?20201124A并非起源于大質(zhì)量恒星極端爆炸導致的超亮超新星或伽馬射線暴后形成的年輕磁星。

據(jù)介紹，研究團隊還將持續(xù)深入研究，以期找到?jīng)Q定快速射電暴核心物理過程和能源機制的直接觀測證據(jù)，早日揭示快速射電暴的物理起源。

《光明日報》（ 2022年09月22日?08版）