快速射電暴有新發現離宇宙的“秘密”更近了

11月8日，記者從清華大學李菂團隊獲悉，清華大學天文系教授、中國天眼原首席科學家李菂領銜的國際團隊又有新發現。名為FRB 20220912A的快速射電暴經CHIME望遠鏡首次發現后，李菂團隊利用綠岸望遠鏡進行了后續觀測。在短短1.4小時的觀測中，團隊探測到128次爆發，爆發率接近100次/小時，使得FRB 20220912A成為綠岸望遠鏡觀測到的爆發率最高的快速射電暴。這一發現揭示了第一個確認環境干凈并且極端活躍的快速射電暴，便于進一步直擊快速射電暴的核心機制。

綠岸望遠鏡觀測示意圖。受訪者供圖

快速射電暴是來自宇宙深空的強烈射電爆發，持續時間極短，通常僅為幾毫秒。這些爆發釋放的能量極為強大，單次爆發的能量可能驅動當今全球社會上萬億年。一些快速射電暴會重復爆發，被稱為重復快速射電暴（重復暴），快速射電暴的起源和輻射機制仍然是天文學未解之謎。揭示快速射電暴的起源，有可能推動天文學甚至基礎物理學的發展。李菂因快速射電暴的深度研究獲得2024年馬塞爾·格羅斯曼獎。

FRB 20220912A展現出豐富的輻射現象，其中56%的亮爆發存在圓偏振，成為目前已知圓偏振比例最高的重復暴，其中某些爆發的圓偏振度高達58%。此外，李菂團隊還觀測到了偏振位置角的變化和頻率漂移現象，這類樣本仍然較為稀少，此次觀測為這方面提供了重要數據。盡管目前已知的重復暴有60多例，但具有圓偏振觀測記錄的僅有3例，分別是FRB 20121102A、FRB 20190520B和FRB 20201124A，這三者也被認為是當前最活躍并被研究最廣泛的重復暴。

與這三例活躍的重復暴相比，FRB 20220912A最顯著的特點是其法拉第旋轉量接近零，表明它位于一個非常“干凈”的環境中，即缺乏大量磁化等離子體。這與其他三個活躍的重復暴形成鮮明對比，后者被認為存在于復雜的磁化等離子體環境中。FRB 20220912A的獨特環境為理解重復暴的輻射現象帶來重要啟示。圓偏振、偏振位置角的變化和頻率漂移現象可能直接源于爆發源，而不是起源于快速射電暴與環境中的磁化等離子體的相互作用。

該研究為快速射電暴的輻射機制和環境提供了重要線索，相關成果近日發表于《天體物理學雜志》。李菂為論文共同通訊作者，之江實驗室研究員馮毅為第一作者和共同通訊作者，其他通訊作者包括國家天文臺的蔡肇偉研究員和張永坤。