神秘的“快速射电暴”首次揭示一类极端天文事件的起源

（原标题：神秘的“快速射电暴”首次揭示一类极端天文事件的起源）

研究表明这一爆发发生在高度磁化的区域内，有可能是一个近期的超新星遗迹，或活跃的恒星形成星云。 “我们现在知道，来自这一FRB的电波在发出后不久就穿过了一个高密度的磁化区域。这显著缩小了爆发环境和引暴事件的可能性”加拿大不列颠哥伦比亚大学(UBC)、加拿大高等研究所的天文学家増井清说。 FRBs 是用射电望远镜探测到的来历不明的短暂闪光，虽然只持续了不到一秒钟，却包含了惊人的能量。目前尽管只有少数几个FRB事件获得了确凿的证认，天文学家却相信，在可观测的宇宙中每天都会发生上千次这样的爆发。

美国国家科学基金会（NSF）绿岸望远镜（GBT）

挖掘数据中隐秘的价值

天文学家新发现的FRB，被称为FRB 110523，是用増井和他来自南非德班的夸祖鲁 - 纳塔尔大学的同事乔纳森 西弗斯开发的高度专业化的软件发现的。 观测记录的数据有40TB，数据分析面临极大的挑战。FRB不同频率短暂、清晰的信号在空间传播中散开而变得模糊，这使数据分析更为艰巨。

这一射电信号的模糊效应被称之为色散延迟效应，在射电天文中常被用来估计距离--信号色散越大，离地球越远。在这次事件中，色散表明FRB源离地球不超过60亿光年。

但是色散也使得存档射电数据中的FRB变得很不明显。

新的数据挖掘软件可以减少数据分析所用的时间，通过专门的算法，消除色散延迟效应，将信号还原其原始状态。

该小组--之前有宇宙学研究背景--用这套软件首先在GBT数据中进行一次筛选 ，标记出可能的候选者信号。也产生了超过6000多个可能的FRBs。这些候选者信号进一步由位于匹兹堡的卡耐基梅隆大学的团队成员林秀贤逐个检查。他的分析淘汰了绝大部分候选者，只有一个事件还保留下来。

细节隐藏在偏振中

但这一个信号却非常出色，比之前发现的任何一个都包含更多的关于偏振的细节。 在此前观测的FRB中，只探测到过圆极化数据。最新的GBT观测包含了对圆偏振以及线偏振的探测。 “在这非常大量的数据中，我们发现了一个很奇特的信号，与快速射电暴所有已知的特征都符合，却含有从未被看到的偏振数据，”来自卡内基 梅隆大学麦克威廉斯宇宙学中心的杰弗里 彼得森教授说。

偏振是包括光波和无线电波在内的电磁辐射的一种特性，可以表征波的方向。偏振光太阳镜就是利用这一特性来阻挡部分太阳光，而3-D电影也是通过偏振光火的立体感。

研究人员通过偏振这一额外的信息确定来自FRB的射电辐射存在法拉第旋转，这是无线电波通过一个强大的磁场时发生的螺旋形扭曲。

“这告诉我们一些射电暴传来的路径上磁场的信息，也给我们一些射电暴周围环境的启示。”增井解释说。 “想解释这些射电暴的理论家们也多了一点可用的资料。”

同时，色散延迟的测量可以给出爆发源区域大小的下限。由此，测量可以排除诸如FRBs为银河系内恒星的模型，同时也是首次提出FRBs一定发生在其他的星系。 对信号进一步的分析表明，它在来地球的路上经过了两个不同的称为（散射）屏的电离气体区域。通过分析两个屏幕之间的相互作用，天文学家能够确定它们的相对位置。最强的屏非常接近爆发的源头，在爆发源的十万光年以内，这将其置于源的星系内。研究人员指出，只有两种东西可以在信号上留下这样的印记：源周围的星云，或者其星系中心的电离气体。

“总之，这些令人惊叹的数据揭示了我们以往从未了解的FRB，并对这些神秘事件给出了很强的限制。”增井总结说。 “我们也有了一个令人兴奋的新工具，可以搜索海量的档案数据以发现更多的例子，真正了解它们的本质。”

这项研究结果发表在《自然》杂志。

100米的格林班克望远镜是目前世界上最大的全可动射电望远镜。它所处的（美国）国家射电宁静区和西弗吉尼亚射电天文区的位置使这一具有令人难以置信的灵敏度的望远镜可以免收不必要的无线电干扰，从而进行独特的观测。

（美国）国立射电天文台是一个（美国）国家科学基金会的设施，根据合作协议 由联合大学公司运行。