快速射电暴成因的假设被动摇？

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原作：Keith Cooper

翻译：周奕宏

校对：杨欣冉 马文琦 曹雷 涂天宇

排版：喻思敏

后台：李鸣晨

原文链接：https://www.space.com/fast-radio-burst-weird-magnetic-field

最新的观测结果开始动摇快速射电暴成因的假设。

对500米口径球面射电望远镜（FAST）的一幅艺术绘图，其正在探测来自一个遥远棒旋星系的快速射电暴。

（图片来源：俞静川）

快速射电暴（FRB）是一种毫秒级的高能爆发，来源于深空，成因尚未确定。而一个带有变化的偏振磁场的重复快速射电暴让它的成因更加神秘莫测。

自2007年被发现以来，快速射电暴一直是天体物理学中最经久不衰的谜团之一。它们极其高能，在几分之一秒内就可产生相当于太阳三天所释放的能量。一些快速射电暴只爆发一次，然后陷入沉默，而另一些则不断重复爆发。在我们的星系中发现了一个快速射电暴，但大多数来自遥远的其他星系。

虽然没有人知道快速射电暴的来源，但高磁性中子星——磁星，也就是目前已知的磁场最强的天体，被认为是最可能的成因，至少对于重复快速射电暴来说这种可能性最大。

目前，对一编号为FRB 20201124A的重复快速射电暴的最新观测发现了一些与磁星假说不一致的地方。

FRB 20201124A由加拿大CHIME望远镜于2020年11月24日发现。2021年春，中美两国科学家在中国使用世界上最大的单碟射电望远镜——500米口径球面射电望远镜（FAST）在54天的时间中探测到了FRB 20201124A的1863次爆发。

在这些检测到的快速射电暴中，有一些全新且令人困惑的发现。值得注意的是，在前36天的观测中，这个快速射电暴源附近的磁场强度在变化着。然后，在接下来的18天里，磁场强度直到消失前都保持不变。射电信号中还存在较强的圆偏振（描述无线电波的振荡方向）、振荡的线偏振和圆偏振，以及偏振角随波长的变化。

以上这些现象均没有在之前的快速射电暴中被探测到。

该研究的合著者、拉斯维加斯内华达大学物理学和天文学的杰出教授张冰在一份报告中声称，这些发现“揭示了一个以前从未想象过的复杂、动态演变的磁化环境”。这种被磁化的活跃环境似乎覆盖了以快速射电暴源周围1个天文单位范围内的空间。一个天文单位就是地球和太阳之间的平均距离：1.5亿公里。

但这个快速射电暴源会是一颗磁星吗？

一幅磁星的艺术绘图，这可能是一些快速射电暴的来源。

（图片来源：ESO/L. Calçada）

当研究团队利用位于夏威夷莫纳克亚的凯克天文台（W. M. Keck Observatory）中的望远镜进行跟进观测时，他们有了一个惊人的发现：FRB 20201124A的起源在一个名为SDSS J050803的棒旋星系中，该星系距离我们约13亿光年，看起来非常像我们的银河系。

此外，观测还显示，FRB 20201124A的源头位于这个星系中一个非常普通的区域。相比之下，磁星通常在密集的恒星形成区被观测到。

中子星于大质量恒星生命结束时灾难性的坍缩和爆炸中产生。在某些特定的条件下，爆炸的恒星会产生一颗更具磁性的中子星——磁星。其前身星则被认为是超高亮度超新星和伽马射线暴。然而，因为这样的恒星寿命不长，所以通常会死于它们诞生的恒星形成区。特别是伽马射线暴，其往往发生在重元素（金属）丰度较低的星系中。然而，FRB 20201124A的宿主星系却富含金属。

“这些观察结果让我们回到了研究的原点，”张冰说，“显然，快速射电暴比我们想象中的更神秘。”

如果这个快速射电暴的来源是一颗磁星，那么它的表现就不合常理，也许这颗磁星并不孤独。“在快速射电暴源的附近可能有其他天体，可能是一个双星伴星。”张冰说，“要想进一步揭示这些天体的本质，我们需要更多的多波段观测数据。”

责任编辑：黄婧

牧夫新媒体编辑部

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图片来源：NASA、ESA、CSA、STScI

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