天文学家最终将最亮的快速射电暴追溯到其来源

来自遥远宇宙的闪光

快速射电暴是天文学最迷人的谜团之一：毫秒级的强烈无线电波脉冲从深太空到达，在瞬间释放的能量比太阳数天内释放的还多。自2007年发现以来，已有数百个快速射电暴被编目，但其起源一直深藏不露。现在，天文学家取得了重大突破，成功地将有史以来探测到的最亮的快速射电暴追溯到其源星系。

有关的暴流在天文目录中被指定为FRB 20220912A，最初由位于加拿大不列颠哥伦比亚省的CHIME射电望远镜在例行巡天扫描北方天空时检测到。其信号强度是非常例外的——大约比记录上第二亮的FRB强十倍——并促发了全球多个望远镜的立即跟进观测活动。通过超长基线干涉测量法实现的精确位置测量，现已将暴流定位在距地球约36亿光年的星系内的特定区域。

宿主星系告诉我们什么

宿主星系是一个巨大的恒星形成星系——这是一种环境，恒星演化迅速进行，产生大量最终以超新星、中子星和恒星质量黑洞结束的巨大恒星。这个紧凑天体的群体被认为与FRB产生有关，宿主星系的特征与理论家预测的将是这些事件肥沃土壤的特征相符。

对大多数快速射电暴的主要理论解释是，它们由磁星产生——一类特殊的中子星，其磁场比地球磁场强数万亿倍。磁星可以经历星震或磁重联事件，在毫秒内释放巨大能量。2020年在我们自己的银河系内检测到来自已知磁星的快速射电暴是对该假说的历史性确认。

FRB 20220912A定位到巨大恒星形成星系与磁星假说一致，但并不完全排除替代解释。一些研究人员提出，高能FRB可能来自紧凑天体之间的碰撞——这类事件也优先发生在活跃恒星形成的区域。

快速射电暴作为宇宙工具

超越它们作为奇特天体物理现象的内在兴趣，快速射电暴已成为宝贵的科学仪器。当无线电信号跨越数十亿光年的星系间空间传播时，它们会被弥散星系间介质中的电子分散。通过测量这种色散，天文学家可以探测暴流源与地球之间物质的密度和分布，本质上将FRB用作宇宙结构的背光探针。

极度明亮的FRB 20220912A提供了一种异常强大的此类探针。其高信号噪声比允许对沿特定视线的星系间介质进行详细测量，当结合现已知的源距离时，可以对物质如何分布在最大尺度的宇宙中的模型进行约束。

走向完全理解的道路

尽管取得了进展，FRB产生的基础物理仍然理解不完全。为什么有些FRB重复而其他的似乎只发生一次？什么决定了观测到的巨大能量范围？下一代射电天文台，包括在南非和澳大利亚部分运行的平方公里阵列，将比目前仪器更频繁地探测FRB数个数量级，并自动提供亚角秒定位。该领域在不到两十年内从零个已知案例增长到数百个案例，已准备好进行另一次指数级扩张——随之而来的是对宇宙最暴烈事件中一些的更深刻理解。

本文基于《新科学家》的报道。阅读原始文章。