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據(jù)新華社報(bào)道，科學(xué)家通過“中國天眼”FAST發(fā)現(xiàn)了迄今為止唯一一例持續(xù)活躍的重復(fù)快速射電暴FRB 20190520B，并將其定位于一個(gè)距離我們30億光年的貧金屬矮星系。


視頻來源：央視網(wǎng)

該發(fā)現(xiàn)由中國科學(xué)院國家天文臺(tái)李菂研究員領(lǐng)導(dǎo)的國際團(tuán)隊(duì)，通過“中國天眼”FAST的“多科學(xué)目標(biāo)同時(shí)巡天”優(yōu)先重大項(xiàng)目完成，相關(guān)成果9日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》發(fā)表。

Scientists have found a highly active, repeating Fast Radio Burst (FRB), only the second example of its kind, which is hinting at the evolutionary picture of those mysterious cosmic events.

Using the Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope (FAST), also dubbed "China Sky Eye," an international team led by astronomers from the National Astronomical Observatories under the Chinese Academy of Sciences (NAOC) has discovered and localized an active repeating fast radio burst called FRB 20190520B in a metal-poor dwarf galaxy nearly three billion light-years from Earth.

快速射電暴（FRB）是宇宙中最明亮的射電爆發(fā)現(xiàn)象，在1毫秒的時(shí)間內(nèi)能釋放出太陽大約一整年才能輻射出的能量。“射電”指所在的電磁波波段；“暴”指劇烈爆發(fā)現(xiàn)象，不用1毫秒就能釋放太陽大約一整年輻射出的能量。

快速射電暴自2007年首次被確定存在以來，迅速成為天文學(xué)最新研究熱點(diǎn)之一，但其物理起源、輻射機(jī)制和周圍環(huán)境等，至今尚不明晰。“快速”意指爆發(fā)持續(xù)時(shí)間非常短。

FRBs are the brightest millisecond-duration astronomical transients in radio bands with yet unknown origins.

據(jù)介紹，論文第一作者、國家天文臺(tái)青年學(xué)者牛晨輝在系統(tǒng)處理FAST數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)，2019年5月20日的數(shù)據(jù)存在重復(fù)的高色散脈沖。之后，團(tuán)隊(duì)通過組織多臺(tái)國際設(shè)備天地協(xié)同觀測(cè)，綜合射電干涉陣列、光學(xué)、紅外望遠(yuǎn)鏡以及空間高能天文臺(tái)的數(shù)據(jù)，將FRB 20190520B定位于一個(gè)距離我們30億光年的貧金屬的矮星系，確認(rèn)近源區(qū)域擁有目前已知的最大電子密度，并發(fā)現(xiàn)了迄今第二個(gè)快速射電暴持續(xù)射電源對(duì)應(yīng)體。

The persistent fast radio burst, named FRB 20190520B, was discovered on May 20, 2019, by Niu Chenhui, a post-doctoral fellow at the National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences.

The source of FRB 20190520B was located within a dwarf galaxy about 3.3 billion light years from Earth. Scientists found that the dwarf galaxy has the most complex electromagnetic environment of all known FRB host galaxies to date.

It is the second example of a highly active FRB with repeating bursts and persistent radio emission between bursts coming from a compact region, after the discovery of the first repeater FRB 20121102A in 2016, according to the study published on Wednesday in the journal Nature.


從色散-紅移關(guān)系上清晰可見FRB 20190520B擁有最大的宿主星系電子密度。中科院國家天文臺(tái)供圖 圖源：新華網(wǎng)

“人一眨眼的工夫大約300毫秒，F(xiàn)RB持續(xù)的時(shí)間是1毫秒，比眨眼瞬間還要快許多。”牛晨輝介紹說。

那么問題來了，究竟是什么東西能在比“眨眼”還短的瞬間爆發(fā)出如此高的能量？是外星人發(fā)來的信號(hào)嗎？

據(jù)《中國科學(xué)報(bào)》報(bào)道，對(duì)此，李菂的看法是，“目前科學(xué)上已知的證據(jù)并沒有支持FRB起源于外星人這樣的‘超自然’現(xiàn)象，科學(xué)家認(rèn)為FRB可能起源于中子星或矮星系”。

《中國科學(xué)報(bào)》報(bào)道，很長時(shí)間以來，同一個(gè)FRB往往只能被探測(cè)到一次，好比宇宙深處每一次的“暗送秋波”轉(zhuǎn)瞬即逝，再也不出現(xiàn)，自然也看不清、找不到那個(gè)“眨眼睛的人”——“再見，再也不見”。

直到2016年，一次重復(fù)的“眨眼”才被美國阿雷西博望遠(yuǎn)鏡探測(cè)到，它被命名為FRB 20121102A。隨著觀測(cè)設(shè)備不斷升級(jí)，全球公布了近500例FRB，只有不到10例有活躍爆發(fā)。但即使是重復(fù)爆發(fā)的FRB也有其窗口期，一旦窗口期過去，它又躲進(jìn)茫茫黑暗中?？茖W(xué)家所期待的那些一直“眨眼”的持續(xù)活躍的重復(fù)快速射電暴，久久沒有出現(xiàn)。

轉(zhuǎn)機(jī)發(fā)生在2019年5月20日的夜里，矗立在貴州平塘一隅的FAST一如既往仰望蒼穹。500米的大口徑讓它具有探測(cè)電磁波的高靈敏度，盡力傾聽宇宙的聲音。“嘀，嘀，嘀……”一個(gè)波束掃過的10秒內(nèi)，F(xiàn)AST看到了3次“眨眼”。20秒后，另外一個(gè)波束掃到相鄰位置時(shí)又探測(cè)到1次“眨眼”。


圖為“中國天眼”全景（無人機(jī)照片）。新華社記者 歐東衢 攝

牛晨輝在龐雜的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了20秒內(nèi)的4次脈沖信號(hào)，在排除脈沖星和射電干擾后，他才確定該脈沖的確來自于一個(gè)新的FRB，并按照用探測(cè)日期命名的慣例，將其命名為FRB 20190520B。

在后續(xù)觀測(cè)中，他和同事們又發(fā)現(xiàn)新的驚喜，F(xiàn)RB 20190520B不僅是重復(fù)的，還是沒有爆發(fā)窗口的持續(xù)活躍的快速射電暴。最新發(fā)表的這篇論文中，他們確認(rèn)，這是世界首例持續(xù)活躍的重復(fù)快速射電暴。

而提到在2019年5月20日這一天，也就是網(wǎng)友們津津樂道的“浪漫日期”發(fā)現(xiàn)FRB，牛晨輝這樣解讀奇妙的緣分：“20190520，依舊520。它的持續(xù)活躍，似乎是在那次‘一眼萬年’的邂逅之后，和FAST演繹著一場(chǎng)永久的愛情。”

"I find it somewhat romantic that this FRB was discovered on May 20, the unofficial day of love for Chinese netizens," Niu said. "In a way, it is like a love letter from the cosmos to the global astronomy community, enthralling us to be amazed and fall in love with what the universe has to offer."

如今，發(fā)現(xiàn)FRB 20121102A的阿雷西博望遠(yuǎn)鏡已經(jīng)因?yàn)槟昃檬薅?，接力棒則交到了FAST手上。同樣接過“接力棒”的還有“90后”的牛晨輝。他永遠(yuǎn)銘記已經(jīng)故去的親手建造FAST的南仁東先生的一句話：“最好的天文設(shè)備實(shí)際上是修給下一代的天文學(xué)家，修給現(xiàn)在在讀和將要入學(xué)的年輕人。”

“我就是當(dāng)年先生口中的‘年輕人’，能夠站在巨人的肩膀上，我深感幸運(yùn)。”牛晨輝表示。

綜合來源：新華網(wǎng)，中國日?qǐng)?bào)網(wǎng)，中國科學(xué)報(bào)