文 | 传感器技能

这两天，随着一个新的天文发现被国内某些媒体报道，“外星人”要来了的消息席卷了部门人的朋侪圈。

详细的发现是如许的：一支加拿大科学团队发现了史上第二次重复快速射电暴（FRB），研究结果以两篇论文的情势 9 日在线发表在《天然》杂志上，先容了包罗这次 FRB 在内的 13 个最新探测到的射电暴。而在此之前，人类仅发现过一个 FRB，这一新源头的出现，将极大促进天文学家对这种秘密河外射电束的明白。

加拿大CHIME望远镜探测到FRB快速射电暴

英国《天然》周刊9日载文说，加拿大氢强度测绘实行（CHIME）射电望远镜2018年炎天测试期间13次探测到快速射电暴，此中代号FRB180814.J0422+73的快速射电暴最令天文学家高兴，自从2018年8月14日初次出现以来，这个快速射电暴又在15亿光年外的宇宙深处重复出现了至少5次。

15亿光年外迢遥的无线电波信号涌入到这里，这款叫CHIME望远镜可以或许快速捕获射电暴。假如说之前脉冲星不测发现秘密伽马射线脉冲是一个秘密惊喜的话，那21世纪最秘密惊喜就是快速射电暴（FRB），由于它意味着是某种能量极强的变乱在迢遥的地方发生，我们在地球上观察到的就是短暂的无线电波脉冲。快速射电暴是一个冲动民气的谜团，现在我们无法表明FRB毕竟是意味着什么？我们有许多料想。

这款望远镜位于加拿大不列颠哥伦比亚省，全名叫氢强度映射试验望远镜，我们简称CHIME，它不是你想象当中望远镜的样子，这台物理望远镜没有可移动部件，它只有20米宽100米长的金属槽，但是它所探测到的地区非常巨大，这是他们的上风之一。金属槽的计划可以看到天空中一个条形的范围，随着地球自转这个条形每24小时在整个天空扫过一圈。此次发现的射电暴到达了亘古未有的量级，是迄今为止找到的快速射电暴的几百倍，在天下全部望远镜中，这款望远镜的发现射电暴的服从是最高的。

它是通过不停产生数据，约莫是平凡射电望远镜数据的100倍，因此盘算的难度相称大，而且快速射电暴的数据是及时活动的，以是说CHIME可以称的上是这个范畴的探路者大概说是领军者，在及时的快速射电暴体系中，每组数据只能看一眼，由于一秒之后数据就消散了，以是说创建这个体系是一个真正的挑衅，可以说是软件开辟中一个差别以往的拦路虎。在前期刚开始研究FRB的几周时间内，发现的快速射电暴是两天一个左右。 

FRB 是一种来自银河系之外的迢遥无线电波短脉冲，由于是无线电，不停都有人想固然地就以为它的出现与外星聪明文明有关，进而故意夸大乃至肴杂它最有大概的产生气制。这一次该发如今国内的流传也属于这种环境。现在科学界对其相识仍旧非常有限，只知道它是从非常强盛的磁场中发射出来的，但泉源是什么根本仍毫无头绪，这也是为什么科学界鲜有发现 FRB 就判定它与外星聪明有关的最重要缘故原由。

快速射电暴是一种连续时间只有几毫秒的无线电波发作变乱。自从2007年初次发现以来，天文学家共探测到60多次快速射电暴。此中，只有波多黎各阿雷西沃天文台2012年探测到的代号FRB121102的快速射电暴重复出现过，据推测源自地球25亿光年之外的迢遥星系。

快速射电暴被以为是一种频仍发生的宇宙征象，但科学家对其发生缘故原由尚不清晰。这次研究的通讯作者、麦基尔大学天文学家什里哈什·滕杜卡尔以为，快速射电暴大概由“稠密、动荡的寄主星系”产生，重复出现清除其“劫难性源头”的大概。“比方，两颗中子星归并，大概中子星被黑洞吞噬，不大概产生快速射电暴。”

这些快速射电暴能量极强、频率很高。我们地点星系中最相近的雷同物（脉冲星）比它们薄弱万亿倍。我们想要搞清晰，它们毕竟是什么天体发出的、它们与别的已知的宇宙中的爆炸和天体（好比伽马射线、超新星和中子星等）有什么关系。相识这些后，我们对宇宙就会有更完备的认知。

这些快速射电暴还能资助我们，不消现有已知本领，就确认宇宙中的电磁场分布。如许，我们就能研究宇宙布局和天体的分布。

以为“射电暴来自外星文明”的想法完全没有任何依据。针对快速射电暴的产生原理，我们制作了许多差别的模子。现在，因把握的快速射电暴数据很少，很难对大部门模子做清除，但此次发现，使一些大发作模子和一些不会产生任何低频射电暴的模子遭到猜疑。真的没有任何来由以为快速射电暴来自外星文明大概外星人。

这一次的发现则是在新探测器试运行期间发现的，其最紧张的代价，一方面是证明白新探测器的结果照旧比力优秀，有望在将来 FRB 数据收罗工作中发挥庞大作用，另一方面也预示着，大概存在更多的 FRB。

在 CHIME 开始网络数据之前，有科学家以为它计划涵盖的无线电波长频率太低，不敷以探测到快速射电暴。已知的快速射电暴，大多数频率都靠近 1400 赫兹，远高于 CHIME 400 到 800 赫兹的探测范围。

然而，团队发表于 1 月 9 日《天然》的两篇研究表明（于同日在西雅图举行的美国天文学会的集会上举行了展示），这些猜疑都是多余的，由于他们探测到的 13 个快速射电暴，大多数都远低于 CHIME 所设定的频率上限。此中一些的频带底部信号非常亮，这表明其他潜伏快速射电暴的频率大概比 400 赫兹还要低。

被检测到的 13 个快速射电暴中，大多数都有“散射”的迹象，这展现了无线电波源的四周情况。根据观测到的散射量，研究职员得出结论，以为快速射电暴的泉源是强盛的天体，并更有大概位于特别位置。

“无论这些无线电波源自那里，看看它能产生多大范围的频率都是很风趣的。有一些模子的泉源，从本质上就无法产生低于某一特定频率的任何东西，”麦吉尔大学的 Arun Naidu 说。

“(我们如今知道) 这些源可以产生低频无线电波，这些低频电波可以逃离它们的情况，当它们到达地球时，不会由于太分散而无法被探测到。这能告诉我们一些关于快速射电暴所处的情况和泉源的信息。我们还没有办理这个题目，但至少谜题中又多了些线索。”来自加拿大国家研究委员会（National Research Council of Canada）的小构成员 Tom Landecker 表现。

综合各射电望远镜的观测数据，停止到 2017 年 1 月，共有 17 个非重复快速射电暴和 1个重复快速射电暴 (FRB 121102) 被探测到。对于非重复快速射电暴，除了 FRB 110523是在 800 MHz 波段被美国绿岸望远镜 (Green Bank Telescope，简称 GBT) 观测到之外，其他16 个非重复暴均在 1 400 MHz 波段被 Parkes 观测到。

而对于重复快速射电暴 FRB 121102，自 2012 年它被美国阿雷西博射电望远镜 (Arecibo Radio Telescope，简称 Arecibo) 探测到 1次发作后，在 2015 年和 2016 年又被 GBT 和美国甚大天线阵 (Very Large Array，简称 VLA)先后探测到 25 次发作。此中 12 次发作是在 1 400 MHz 波段被 Arecibo 观测到， 5 次发作是在2 000 MHz 波段被 GBT 观测到，而 VLA 在 3 000 MHz 波段观测到了别的 9 次发作变乱 (在这 9 次发作中，有 3 次同时也被 Arecibo 观测到)。

这些重复发作征象阐明 FRB 121102 大概与其他非重复暴并不雷同，代表了快速射电暴的新种别。人们以为重复快速射电暴大概劈头于软伽马重复暴、脉冲星穿过小行星带，大概中子星-白矮星双星体系等。 

快速射电暴是人们观测到的最秘密的天体发作征象之一，也是希望很快的范畴。

从 2007年第一个快速射电暴被发现之后，停止 2017 年 1 月，已有 17 个非重复快速射电暴和 1 个重复暴被观测到。对于重复快速射电暴 FRB 21102，人们已经观测到其多波段对应体，并将定位精度进步到亚角秒量级，证认出宿主星系，并准确测定其红移。

但遗憾的是，其他大量非重复暴的宿主星系和红移并没有得到严酷证认，因此，快速射电暴的劈头和物理本质尚不清晰。假如快速射电暴简直劈头于河外，那么其在射电波段开释的能量可以到达 1031 ∼ 1033 J。

这么巨大的能量和光度，使之有望成为研究宇宙学的一个有力工具，如有助于测定宇宙中天体的间隔、丈量宇宙中的电子密度，乃至查验爱因斯坦等效原理，以致查验光子静止质量非零假设等。

别的，还可以通过色散耽误空间的畸变分析宇宙物质分布的成团性，丈量宇宙大标准布局。快速射电暴的毫秒时标和强流量暗示它们的前身星大概是致密天体。而一些大概的前身星模子中，如双中子星碰撞大概带电黑洞的并合，大概会陪同着伽马射线暴和引力波辐射。

最新的观测效果表明， FRB 110314 存在一个大概的伽马波段的对应体，其在发作时的各向同性能量可高达 5 × 1044 J。针对这些关联发作的观测和理论研究有大概是快速射电暴研究的下一个突破口，将是将来关注的重点。

作为天下上最大的单口径射电望远镜，中国的 500 m 口径球面射电望远镜 (Five-hundredmeter Aperture Spherical Radio Telescope，简称 FAST) 已于 2016 年 9 月开端建成。 FAST的有用口径为 300 m，天顶角可以到达 40◦，现在可开展低频射电波 (70 MHz ∼ 0.5 GHz) 和中频射电波 (0.5 ∼ 3 GHz) 的观测，覆盖了现在快速射电暴的重要观测波段 (1 400 MHz 波段)。

因此， FAST 对快速射电暴的观测非常值得等待。 研究者分析了 FAST 对快速射电暴的观测率，他们预计在 1 000 h 的观测时间内， FAST 可以观测到 5 ± 2 个快速射电暴。我们等待 FAST 尽快开展相干观测，为人们提供更多的快速射电暴样本。

总之，只管快速射电暴的研究已经取得一些开端希望，但现在的观测资料依然非常缺乏。很多根本的题目，如劈头、喷流效应、辐射机制等，都没有得到办理。而随着新的观测效果不停出现，一些新的题目，好比快速射电暴的分类、重复发作征象、伽马波段对应体、引力波辐射等，也在不绝出现。我们等待更多的仪器可以或许投入到相干观测中来，以便观测到更多的快速射电暴样本及它们的多波段对应体，从而证认宿主星系和正确测定红移，提供可靠的观测证据。