“中国天眼”追踪快速射电暴至双星系统

自2007年首次探测到"洛里默暴"(首个被确认的快速射电暴)以来，天文学家一直对这种来自遥远星系的射电暴现象感到困惑。这些持续时间在毫秒至数秒之间的快速射电暴，释放出的能量相当于太阳数日产生的能量总和。大多数快速射电暴是单次事件，但天文学家也发现少数罕见的重复暴案例。多年来，科学家们对其成因提出诸多猜想，从中子星、黑洞到外星通讯，不一而足。

最新研究首次确凿证明：至少部分快速射电暴源自双星系统。由中国科学院紫金山天文台和中国科学技术大学李晔研究员领衔的国际团队，利用被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜对特定快速射电暴FRB 20220529进行了近两年的持续监测，最终将其溯源至距离地球22亿至24亿光年的盘状星系中的双星系统。相关论文于1月15日发表在《科学》杂志。

天文学家在研究快速射电暴时，会特别关注能揭示源头环境特性的频率和偏振变化。自2020年起，中国天眼通过专项快速射电暴重点科学计划持续监测重复暴源，该计划由香港大学物理系讲座教授、香港大学空间科学实验室创办主任张冰教授（论文共同作者）等人共同主导。

研究团队在分析FRB 20220529数据时，观测到罕见的"旋转测量耀发"现象——由于传播环境变化导致的射电信号偏振特性剧烈突变。李晔博士表示："2023年底，我们检测到RM值在短时间内骤增百倍以上，随后两周内迅速回落至原有水平，这种现象我们称之为'RM耀发'"。

通常情况下，快速射电暴呈现近乎完美的线偏振。但当射电波穿过磁化等离子体时，其偏振角会随频率发生旋转，这种效应被称为法拉第旋转。本次观测到的RM耀发持续时间短等特征，与一团致密磁化等离子体穿过观测视线的推测相符，由此研究团队判断该现象很可能源自伴星的日冕物质抛射。

张冰教授指出："在对FRB 220529A长达数月的监测中，前期数据并无异常。但在持续观测17个月后，我们捕捉到了激动人心的信号。这一发现为至少部分重复快速射电暴的起源提供了关键线索，强有力地支持其来源于包含磁陀星（拥有超强磁场的中子星）与类太阳恒星的双星系统。"

尽管受限于数十亿光年的距离，天文学家无法直接观测该双星系统中的伴星，但通过中国天眼与澳大利亚帕克斯射电望远镜的持续监测，其存在得以证实。论文共同作者、紫金山天文台及中国科学技术大学吴雪峰教授表示："这项发现得益于全球顶尖望远镜的持续观测与研究团队的不懈努力。"

该发现不仅挑战了快速射电暴源于单星系统的传统认知，也佐证了张冰教授与吴雪峰教授近期提出的重复快速射电暴统一物理模型。该理论认为所有重复暴都源自磁陀星与伴星的相互作用，这种机制能产生更高频率的重复爆发。随着中国天眼等顶尖射电天文台持续监测重复暴，天文学家将进一步探明双星系统作为快速射电暴源的普遍性。

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