快速射電暴刷屏 起源仍然是個謎

近日，加拿大科學團隊在《自然》官網上發表了兩篇論文，表示加拿大氫強度測繪實驗(CHIME)射電望遠鏡在2018年夏季預調試階段探測到了13個快速射電暴信號，其中有一例為迄今較為罕見的連續重復快速射電暴。一時間，各大媒體紛紛被這個來自宇宙深處的神秘信號“占領”。

起源仍然是個謎

快速射電暴是一種短暫猛烈的無線電波暴發的天文現象，持續時間通常僅有幾毫秒，釋放出的能量卻能夠與太陽一整天內釋放的能量相當。

“截至2018年底，人們已經觀測到了60余個快速射電暴，其中只有1個為連續重復的信號。此次再次探索到重復快速射電暴，這具有十分重要的研究價值。”中科院紫金山天文臺研究員吳雪峰在接受記者采訪時表示，一旦確定某一快速射電暴為重復暴，便可以人為調控衛星、望遠鏡定期觀測，從而確定暴源位置、探索暴源的空間環境，為研究快速射電暴的生成機制奠定基礎。例如，首個重復暴源已被定位于一個矮星系中的一片恒星形成區，距離地球大約30億光年，位于銀河系外。

雖然現階段快速射電暴真實的形成機制還無從得知，但是學者提出了很多不同的理論假說。吳雪峰表示，對于非重復暴，有學者認為其與致密天體的塌縮或致密雙星的并合等災難性事件有關。例如中子星塌縮成黑洞的過程中可能形成一次性射電暴發，雙中子星的并合也可能產生非重復暴。而2017年轟動世界的引力波事件也是由雙中子星并合引起的，也就是說，引力波、伽馬射線暴、快速射電暴有可能同時產生。而對于重復暴，有些學者認為如果中子星或脈沖星“闖入”小行星帶，其與小行星發生的每一次碰撞都可能產生性質相同的快速射電暴。也有學者提出，中子星對白矮星間歇性吸積的過程可能會產生重復暴。

“學者還提出了很多其他模型，而快速射電暴的真實機制還需要更多的觀測進行檢驗。”吳雪峰表示：“總結起來，目前天文學界對于快速射電暴達成了3項基本共識：這是一種非人為因素造成的天文現象;至少存在重復性和非重復性兩類;它起源于銀河系之外的遙遠宇宙。”

CHIME望遠鏡“高產”有絕招

回首人類首次發現快速射電暴，彈指間已過了近20載。全球科學家花費了十幾年的時間才總共尋覓到了60余個射電暴，為何加拿大CHIME望遠鏡在短時間內就“邂逅”了13個呢?該望遠鏡究竟有哪些絕招?

“CHIME望遠鏡視場寬、靈敏度高、時間分辨率高，三者兼顧，找到了一個較好的平衡點，成為了其觀測快速射電暴的絕招。”中科院國家天文臺研究員陳學雷在接受記者采訪時表示，目前看來，快速射電暴隨機發生，而望遠鏡視場越大，同一時間觀測到的天空范圍也越大，因此其捕捉到快速射電暴的機會也越多;較高的靈敏度為探測強度較弱的快速射電暴提供了可能性;CHIME望遠鏡還具備強大的數據處理系統，在大視場下能達到相對較高的時間分辨率，將毫秒級的快速射電暴信號從大量的數據中火眼金睛地“挑”出來。

“以前搜索到快速射電暴的帕克斯(Parkes)、阿雷西博(Arecibo)射電望遠鏡靈敏度都很高，但其視場小，往往需要更長的時間才有機會找到目標。原則上任何一臺射電望遠鏡都有可能捕捉到快速射電暴，包括我國的‘天眼’FAST。”在陳學雷看來，FAST靈敏度相對較高，在捕捉信號強度較弱的快速射電暴時具有一定優勢，而且種種跡象表明弱暴發生得更為頻繁，因此FAST是有機會探測到的。至于FAST多久之后能夠探測到快速射電暴，陳學雷表示目前尚無法預測。

“隨著人們對快速射電暴的關注度越來越高，很多研究團隊開始升級射電望遠鏡的接收設備，以實現更高的時間分辨率。可以預測，未來幾年人們探測到的快速射電暴數量將會大大增加，快速射電暴的神秘面紗也將逐漸揭開。屆時，進一步精準定位快速射電暴的源頭將是研究者的一個主要任務。”陳學雷說。