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近日，《中國科學：物理學力學 天文學》發表由國家天文臺脈沖星和引力物理團組博士后吳子為和德國馬普射電天文研究所、北京師范大學天文與天體物理前沿所和美國內華達大學等單位研究人員組成的聯合團隊，通過FAST“快速射電暴的搜尋和多波段觀測”優先重大項目開展的研究工作。該工作通過分析快速射電暴FRB 20220912A信號在時間和頻率上的相關性，首次發現了快速射電暴的閃爍弧現象。該工作表明快速射電暴在頻率域內展現的MHz帶寬和分鐘量級的變化是由星際傳播效應導致的，閃爍弧現象的發現為研究快速射電暴的傳播介質，以及其可能的軌道運動提供了一種全新的手段。
快速射電暴一般是源于宇宙深處其他星系的毫秒級射電爆發。目前全世界的射電望遠鏡已經發現了幾千例這樣的爆發，其中數十例還會重復爆發。這些重復爆發的源被稱為重復快速射電暴。FRB產生機制和起源天體是目前天體物理最熱門的研究方向之一。當前快速射電暴的研究重心在其能量特點，偏振特性，多波段觀測和宿主星系定位等。FRB閃爍研究一直是該領域內的難點，正如康奈爾大學射電天文學家James M.Cordes在同期《中國科學》上發表針對該文的評述論文中指出的：“到目前為止，FRB閃爍現象只在少數源中被觀測到，對閃爍的研究還局限于頻率上的演化，重復FRB信號的事件率過低，不足以研究閃爍結構在時間上的相關性。”
FAST作為目前最大的單天線望遠鏡，其高靈敏度非常適合開展重復FRB的星際閃爍研究。團隊對FRB 20220912A進行了多次1小時的觀測，個別觀測中亮爆發的事件率大于100個每小時。極高的事件率為研究重復FRB在時間上的相關性提供了足夠的樣本，并由此得到了FRB的完整動態譜（圖1左側）。團隊在二次譜中（動態譜的傅里葉形式）首次發現，FRB信號的幾何時間延遲和多普勒紅移呈現出簡單的二次方關系（閃爍弧現象，圖1右側）。該現象表明一層薄的電離星際介質主導了FRB 20220912A的閃爍現象。團隊也依據當前流行的FRB起源模型，預測了對應的閃爍弧曲率。并進一步與觀測到的閃爍弧曲率進行了對比，最終，我們更傾向于FRB 20220912A的閃爍弧由銀河系內的介質產生。
圖1：上圖展示的是FRB 20220912A的動態譜，該圖反應的是FRB流量隨時間和頻率的演化。下圖是相應的二次譜。
James M.Cordes進一步表示：“這種方法將會找到FRB宿主星系和銀河系內的星際介質并刻畫其性質，將會作為一個非常重要的手段去理解FRB以及其臨近介質”。閃爍弧的曲率依賴于整個閃爍系統有效速度和主導閃爍現象介質的相對位置。如果FRB存在軌道運動而且星際閃爍由FRB臨近介質主導，那么閃爍弧曲率也將呈現出相應的周期性變化。目前，團隊正在基于FAST數據，搜索FRB閃爍弧曲率的非周年性變化，期待找到FRB存在軌道運動的直接觀測證據，繼續深入探究FRB起源。
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