“中国天眼”发现首例持续活跃重复快速射电暴

一个是宇宙中最神秘、最明亮的射电爆发现象——快速射电暴（FRB），一个是世界最大单口径望远镜、被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜（FAST），这两者强强互动、科学“碰撞”，会产生什么样的天文“火花”一直备受瞩目。

“中国天眼”全景（无人机照片）。（图片来源：新华社）

中新社报道，来自中国科学院国家天文台的最新消息说，“中国天眼”首席科学家李菂研究员领导的国际团队，通过“中国天眼”的“多科学目标同时巡天”（CRAFTS）优先重大项目，观测发现了首例、也是迄今唯一一例持续活跃的重复快速射电暴，命名编号为“FRB20190520B”。

研究团队之后通过组织多台国际设备天地协同观测，综合射电干涉阵列、光学、红外望远镜以及空间高能天文台的数据，将FRB20190520B定位于一个距离地球30亿光年的贫金属的矮星系，确认其近源区域拥有目前已知的最大电子密度，并发现迄今第二个快速射电暴持续射电源对应体。

这一璀璨天文“火花”的重要发现，揭示出活跃重复暴周边的复杂环境有类似超亮超新星爆炸的特征，挑战了对快速射电暴色散分析的传统观点，为构建快速射电暴的演化模型、理解这一剧烈的宇宙神秘现象奠定坚实基础。该研究成果论文，北京时间6月8日夜间在国际著名学术期刊《自然》在线发表。

论文第一作者、中科院国家天文台青年学者牛晨辉博士介绍说，快速射电暴可在1毫秒的时间内释放出太阳大约一整年才能辐射出的能量，2007年才首次确定它的存在，2016年探测到第一例重复爆发的快速射电暴，打破了人们对其传统认知。目前，该领域已成为天文学最新研究热点之一，全球已公布近500例快速射电暴，仅不到10例有活跃爆发（即在其窗口期内频繁爆发），但此前并未发现存在持续活跃的重复快速射电暴。

他在系统处理“中国天眼”探测数据的过程中，发现2019年5月20日的数据存在重复的高色散脉冲，并依惯例命名为FRB20190520B，这例快速射电暴在最初被探测到时，就表现出活跃的迹象。基于这一发现，研究团队通过与美国甚大阵列望远镜合作，在2020年7月完成亚角秒量级的精确定位，并探测到一颗与之对应的致密的持续射电源。

随后，研究团队通过美国帕洛玛200英寸望远镜和凯克望远镜、加拿大-法国-夏威夷望远镜和日本斯巴鲁近红外光学望远镜，确定了FRB20190520B的宿主星系和红移，推导出其宿主星系贡献了总色散值的80%，为目前已知所有快速射电暴源中最高。

进一步结合散射特征，研究团队提出宿主星系的色散主要来自邻近快速射电暴爆发源的区域，该区域高电子密度导致的高色散值也使得FRB20190520B远远偏离经典的色散与红移关系。

牛晨辉指出，此次“中国天眼”发现的FRB20190520B与美国阿雷西博望远镜之前发现的FRB20121102A非常相似。FRB20121102A是人类发现的第一个快速射电暴重复暴和第一个被定位的快速射电暴，也是此前唯一被确认有致密射电源对应体的快速射电暴。

两者都极为活跃，都拥有复杂的电磁环境，而FRB20190520B各方面的特征都更为极端：例如FRB20121102A存在爆发活跃期，但FRB20190520B从未停止爆发，截至目前，“中国天眼”已探测到后者几百次爆发。

牛晨辉总结称，作为首例持续活跃重复快速射电暴，FRB20190520B是目前唯一没有观察到停止爆发的快速射电暴。FRB20190520B近源位置的电子密度为迄今最高，拥有非常复杂的电磁环境，并是迄今第二例发现伴随有射电持续源的快速射电暴。

他认为，FRB20190520B与FRB20121102A具有很大相似度，有可能代表了快速射电暴的演化早期阶段，有望帮助揭开快速射电暴起源的神秘面纱。（完）