5个最奇妙的快速射电暴

‍‍

2007年，天文学家惊喜地发现了一种全新的宇宙现象：快速射电暴（FRB）。这是一种非常短暂的射电脉冲，通常只持续几毫秒。

直观来说，平均每个FRB释放的能量相当于太阳三天的输出量。不过，在它们抵达地球的时候，信号强度已经很微弱了。在过去的几年里，天文学家就发现了数百个FRB，这里总结了5个最狂野、最奇妙的FRB。

FRB 20200428A

磁陀星艺术家印象图。（图/NASA/Goddard）

2020年4月是FRB研究的转折点。在此之前，所有关于FRB起源的理论都只是纸上谈兵，因为还没有足够的观测证据来佐证那些猜想。而FRB 20200428A的发现改变了这一切。在CHIME（加拿大氢强度测绘实验）等射电天文台捕捉到它的信号的同时，多处X射线天文台同时捕捉到了来自同一地点的X射线暴，它们帮助天文学家锁定了这次FRB的源头。就天文尺度而言，它就在我们附近。

FRB 20200428A是银河系内发现的第一个FRB，来自三万光年外的一颗恒星。但那不是一颗普通的恒星，而是一颗磁陀星——一种具有极其复杂和强大磁场的中子星。这一发现让科学家可以确定至少有一些FRB是由磁陀星引起的，但天文学家同样认为，FRB很可能不止这一种来源。

FRB 20121102A

（图/ESO/M. Kornmesser）

FRB 20121102A并不是一次性的爆发，它是最早发现的一个重复FRB。当然，如今已知的重复FRB远不止它。有些天文学家甚至认为所有的FRB最终都会重复出现，只是这一可能性仍有待进一步的验证。

更关键的是，重复并不是FRB 20121102A的奇怪之处。它实际上是一种连续爆发，有时，它会突然停止，偶尔熄灭一段时间，接着再恢复如初。这就意味着，如果FRB 20121102A同样是来自磁陀星，那也一定是某种前所未见的磁陀星——或许是一颗相当年轻的磁陀星，或者是在某种特殊条件下形成的，又或者是一颗自转周期很长的磁陀星。

FRB 20191221A

（图/CHIME, MIT News）

FRB 20191221A非常不同寻常。它持续了三秒，这个时间长度大约是平均FRB的1000倍。更有意思的是，在这三秒里，每隔0.2秒就会出现一次明显的重复周期模式，就像心跳一样。

这个FRB信号来源于一个距离地球几十亿光年外的遥远星系，天文学家怀疑它可能来自射电脉冲星或磁陀星——它们都属于中子星。

FRB 20190425A

（图/双子星天文台，NOIRLab, NSF, AURA, LIGO）

与前几个FRB相比，FRB 20190425A的独特之处在于，它同时被射电望远镜和引力波探测器观测到了。更严谨地说，有可能是这样的。

2019年4月25日，CHIME记录到了一个高能FRB。就在同一天，LIGO（激光干涉引力波天文台）探测到了两颗中子星碰撞产生的引力波。这两个事件都发生在同一片天区，距离非常接近。但测量存在一定的不确定性，还无法确认它们就是同一个来源。

引力波比FRB要早2.5小时到达。如果这两个事件真的相关，就要解释这种时间差异。一些研究人员提出，中子星碰撞之后，一颗幸存下来的残余恒星延续了一段时间，并随着时间推移最终坍缩成了黑洞。这一过程结束时，恒星的磁层也会被抛射出来，这就导致了FRB在碰撞发生后的2.5小时才出现。这种被称为坍闪星的中子星坍缩或许能成为某些FRB的可能解释。但坍闪星实在太罕见了，更何况，这目前还只是理论上的可能，我们还无法证明它们的存在。

此外，近期对数据的深挖也让人们再次质疑引力波事件和FRB事件是否真的相关。目前只能把它归为“可能”的一类。

FRB 20220610A

（图/NASA, ESA, STScI, Alexa Gordon）

FRB 20220610A是迄今为止发现的最遥远、最古老的FRB。它有80多亿年的历史，穿越了半个可观测宇宙才来到地球，也是迄今为止发现的最强大的FRB。

2024年，天文学家宣布，他们将哈勃望远镜对准了这个FRB的来源，发现了一个由7个矮星系组成的旋涡，这些星系彼此纠缠，相互影响，正朝着即将并合的未来迈进。大多数FRB有个共同点，它们往往来自存在大量新诞生的年轻恒星的区域。而天文学家认为，发现的这片区域中星系的相互作用，很有可能诱发新恒星的形成。这也为理论提供了又一佐证。

除了异常强大，FRB 20220610A还在另一个方面与众不同。当FRB穿过宇宙飞向地球时，偶尔会和沿途的自由粒子发生碰撞，让FRB的某些波长延迟到达。这种效应也被称为色散。因此，测量色散模式就能估算出在我们和FRB源之间有多少星际物质。几乎所有FRB的色散模式都很相似，它们都是以一种已知的速率变化，随着距离的增加而变大。只有两个惊人的例外，FRB 20220610A就是其中之一。

天文学家推测，也许是受到某种磁化等离子体暴的干扰，色散测量出现了偏差。它诞生的环境有可能是个极度混乱的地方。不过，这给天文学家提了个醒，面对色散测量值必须格外谨慎，FRB 20220610A这样的例子已经表明，这些数字有时候也会出错。

随着越来越多FRB的发现，打破这一纪录或许指日可待。

#创作团队：

编译：Takeko

排版：雯雯

#参考来源：

https://insidetheperimeter.ca/top-five-weirdest-fast-radio-bursts/

#图片来源：

封面图&首图：NASA/JPL-Caltech