FAST望遠(yuǎn)鏡與VLA望遠(yuǎn)鏡合成圖。受訪者供圖
位于貴州的那口“大鍋”，最近又燉出了一鍋“好菜”。
6月9日，《自然》發(fā)表了一項快速射電暴（FRB）方面的研究成果。在中國天眼（FAST）的加持下，中國科學(xué)院國家天文臺（以下簡稱國家天文臺）等單位的研究人員發(fā)現(xiàn)了全球首例持續(xù)活躍的重復(fù)快速射電暴FRB 20190520B。
這一發(fā)現(xiàn)引起天文學(xué)家的廣泛興趣。FAST首席科學(xué)家、國家天文臺研究員李菂表示：“FRB 20190520B有著非常奇特的特性，在國際天文界引起了廣泛關(guān)注，開啟了一個新的熱點研究方向?！?/p>
它的家在距離我們30億光年的矮星系
快速射電暴是宇宙中一類神秘的爆發(fā)現(xiàn)象，可以在一毫秒內(nèi)爆發(fā)出大約太陽一年才能輻射出的能量。2007年被發(fā)現(xiàn)以來，快速射電暴一直是天文學(xué)最前沿的研究方向之一。
時間回到2019年。那時，論文第一作者、國家天文臺牛晨輝博士在處理FAST觀測數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)，5月20日的數(shù)據(jù)存在重復(fù)的高色散脈沖?！爱?dāng)時很激動，我們很快排除了這是脈沖星和射電干擾，確定了該脈沖來自一個新的快速射電暴。”牛晨輝說。依照國際慣例，該快速射電暴被命名為FRB 20190520B。
在后續(xù)觀測中，研究人員發(fā)現(xiàn)FRB 20190520B并不像其他快速射電暴閃爍一次便神龍見首不見尾，而是持續(xù)活躍，一直在閃耀。
為找到這一快速射電暴的家，也就是其宿主星系，研究人員邀請美國甚大陣列望遠(yuǎn)鏡（VLA）加入了觀測。
由于FAST提供的位置相對精確以及FRB 20190520B非常活躍，研究人員在第一次的VLA觀測中就探測到了來自FRB 20190520B的爆發(fā)，并發(fā)現(xiàn)了一顆與之對應(yīng)的致密的持續(xù)射電源。
“這是第二例探測到伴隨有致密射電持續(xù)源的快速射電暴?！迸３枯x強(qiáng)調(diào)。但是，這個射電持續(xù)源的對應(yīng)體究竟是什么，研究人員依然未知。
隨后，經(jīng)研究人員邀請，美國帕洛瑪望遠(yuǎn)鏡和凱克望遠(yuǎn)鏡、加拿大-法國-夏威夷望遠(yuǎn)鏡和日本斯巴魯近紅外光學(xué)望遠(yuǎn)鏡也加入觀測行列。
“在綜合分析觀測數(shù)據(jù)后，我們確定FRB 20190520B的家是一個距離我們30億光年的貧金屬矮星系?！迸３枯x說道。
有望建立全新的快速射電暴演化圖景
在得到宿主星系的信息后，研究人員推算出，F(xiàn)RB 20190520B宿主星系貢獻(xiàn)的色散值非常大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了其他已知快速射電暴的對應(yīng)值。
“色散是電磁波信號在介質(zhì)中傳播時，與傳播路徑中的介質(zhì)相互作用，造成信號的高頻成分比低頻成分傳播快的現(xiàn)象。色散能夠記錄快速射電暴在傳播時走過的路?！迸３枯x解釋說，宿主星系貢獻(xiàn)的色散值非常大，意味著FRB 20190520B爆發(fā)源附近的電子密度很高、電磁環(huán)境非常復(fù)雜。
另外，此次FAST發(fā)現(xiàn)的FRB 20190520B與美國阿雷西博望遠(yuǎn)鏡2016年發(fā)現(xiàn)的FRB 20121102A非常相似。二者都極為活躍，都擁有復(fù)雜的電磁環(huán)境。
更重要的是，F(xiàn)RB 20190520B各方面的特征都更為極端。比如，F(xiàn)RB 20121102A只是存在爆發(fā)活躍期，但是FRB 20190520B從未停止爆發(fā)，目前FAST已經(jīng)探測到了幾百次FRB 20190520B爆發(fā)；同時，F(xiàn)RB 20190520B的局部電子密度分布更加復(fù)雜。
牛晨輝表示，綜合FAST的近期觀測數(shù)據(jù)，F(xiàn)RB 20121102A和FRB 20190520B很可能代表了快速射電暴的演化早期階段，有望揭開快速射電暴起源的神秘面紗。
對此，快速射電暴領(lǐng)域創(chuàng)始人鄧肯·洛里默評價說：“基于FRB 20190520B這些特征及其持續(xù)射電源的存在，我認(rèn)為快速射電暴可能有不同的分類。隨著快速射電暴樣本的持續(xù)增長，預(yù)計未來幾年內(nèi)，我們能夠撥開快速射電暴神秘的面紗?！?/p>
在李菂看來，未來FAST的持續(xù)觀測，特別是執(zhí)行“快速射電暴巡天”優(yōu)先重大項目，有望建立全新的快速射電暴演化圖景。（陸成寬）
（責(zé)任編輯：蔡文斌）
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