中国天眼新成果发布 揭示快速射电暴双星起源关键证据

记者从中国科学院紫金山天文台和国家天文台获悉，近日，由紫金山天文台牵头，联合国内外多家研究机构组成的研究团队，利用我国500米口径球面射电望远镜中国天眼FAST取得重要突破——在国际上首次捕捉到重复快速射电暴（FRB）的法拉第旋转量（RM）发生剧烈跃变并随后回落的详细演化过程。这一独特发现结果为“快速射电暴起源于双星系统”的假说提供了迄今为止最有力的观测证据，相关研究成果1月16日在国际顶级学术期刊《科学》在线发表。

△艺术想象图：双星系统中，伴星的星冕物质抛射形成磁化等离子体云，穿过地球与快速射电暴源的观测视线，引发法拉第旋转量的剧烈变化

快速射电暴是宇宙中最神秘的射电爆发现象之一，其持续时间仅为数毫秒，却能在瞬间释放相当于太阳一整周辐射总和的巨大能量。自2007年被首次发现以来，快速射电暴的起源机制一直是天体物理学领域的重要谜团。科学界普遍推测其与中子星等致密天体有关，而部分重复爆发的快速射电暴所呈现的爆发周期性特征，暗示其起源天体可能处于双星系统中，但长期缺乏直接观测证据支撑这一猜想。

为破解这一谜题，研究团队利用中国天眼FAST的超高灵敏度优势，对重复快速射电暴FRB 20220529开展了2年多的持续监测。

专家称，在监测中很重要的一个参数就是法拉第旋转量。这个指标反映了射电信号传播路径上等离子体的密度与磁场强度，它如同一个精准的“宇宙磁环境探针”，能帮助科学家捕捉天体周围的环境变化。

科研人员发现，重复快速射电暴FRB 20220529的法拉第旋转量在为期一年半的时间里，始终在一定范围内小幅波动，直到2023年12月，一个惊人的现象发生了。该重复快速射电暴的法拉第旋转量出现了急剧飙升，是平时变化水平的20倍，随后又在短短两周内下降，恢复到了正常波动范围。这种现象在有记录的快速射电暴研究史上尚属首次。

发生这一现象是什么原因呢？科研团队通过详细分析指出，这一现象的核心物理机制是：一团来自快速射电暴起源天体附近的致密磁化等离子体云，在数周内恰好穿过了地球与暴源之间的观测视线。这一过程与太阳系内太阳活动引发的日冕物质抛射极为相似——恒星通过剧烈活动抛射出携带磁场的等离子体云，当这些物质穿过观测视线时，便会引发法拉第旋转量的显著变化。

进一步的模型比对与物理分析表明，假设重复快速射电暴FRB 20220529起源于一颗孤立的中子星，现有理论无法解释如此大幅且快速的磁环境突变；而如果其处于双星系统中，来自伴星的剧烈活动（如强星冕物质抛射）或双星轨道的特殊几何结构，就能自然且合理地解释为什么法拉第旋转量出现了急剧飙升又回落的现象。这一发现为快速射电暴起源于双星系统提供了强有力的证据。

（总台央视记者 帅俊全 褚尔嘉）