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中國(guó)天眼，再一次震驚世界！困擾了天文學(xué)家15年的宇宙謎題，或?qū)⒃谥袊?guó)天眼FAST的面前被揭露！

（圖片說明：中國(guó)天眼取得重大發(fā)現(xiàn)）

自從FAST建成以來，很多人都在好奇它做了些什么，還抱怨看不到它的成果。實(shí)際上，F(xiàn)AST從來沒有停止觀測(cè)，而它的觀測(cè)內(nèi)容又相對(duì)比較專業(yè)，所以普通人很少

所謂的快速射電暴，顧名思義，就是一種持續(xù)時(shí)間非常短的高能電波。不過，其快速和高能的程度，都可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出你的想象。

通常來說，一次快速射電暴的時(shí)間僅有幾毫秒，也就是不足1/100秒。但是，其爆發(fā)出來的能量，竟然和太陽(yáng)在整整1天的時(shí)間里釋放的能量相當(dāng)！盡管宇宙中有許多的高能現(xiàn)象，但快速射電暴的威力仍然令人十分震驚。

（圖片說明：快速射電暴）

2007年，射電天文學(xué)家Duncan Lorimer教授及其團(tuán)隊(duì)首次發(fā)現(xiàn)這種極端現(xiàn)象，從那天開始，快速射電暴就引起了無數(shù)天文學(xué)家的好奇和關(guān)注。但問題在于，快速射電暴非常神秘，以至于其本質(zhì)至今仍然是個(gè)未解之謎。

首先，它的持續(xù)時(shí)間過短，當(dāng)天文學(xué)家反應(yīng)過來的時(shí)候，就已經(jīng)錯(cuò)過尋找其來源的機(jī)會(huì)了；其次，快速射電暴不僅時(shí)間短，而且大部分都不會(huì)重復(fù)爆發(fā)，這對(duì)于溯源來說就更困難了；而且，快速射電暴在爆發(fā)之前沒有任何征兆，我們無法對(duì)曾經(jīng)爆發(fā)過的地方持續(xù)觀測(cè)等待下一次；尤其是目前大部分快速射電暴都來自于河外星系，觀測(cè)難度就更大了。

（圖片說明：磁星被認(rèn)為是快速射電暴的來源）

由于這些因素，快速射電暴的廬山真面目一直令科學(xué)家們大惑不解，成為了當(dāng)今天文學(xué)界的一個(gè)重大的未解之謎。

目前來說，科學(xué)家們對(duì)快速射電暴的來源有幾種不同的猜想，其中最流行的一種說法就認(rèn)為它們是來自于宇宙中的一種極其特殊的天體——磁星。

我們知道，當(dāng)一顆大質(zhì)量恒星死亡的時(shí)候，會(huì)以超新星爆發(fā)的形式來終結(jié)自己的壽命。其遺骸會(huì)變成致密星，不過會(huì)根據(jù)質(zhì)量的不同形成不同的致密星。如果其內(nèi)核質(zhì)量超過太陽(yáng)的3倍，就會(huì)變成最恐怖的黑洞；如果質(zhì)量在太陽(yáng)的1.44-3倍之間，就會(huì)變成中子星。中子星的直徑不超過20公里，因此密度非常大，每立方厘米就重達(dá)上億噸！

（圖片說明：中子星藝術(shù)圖）

在中子星中，有一種非常特殊，那就是磁星（另一種特殊的中子星，就是FAST最擅長(zhǎng)觀測(cè)的脈沖星）。顧名思義，這種天體的磁場(chǎng)非常強(qiáng)，甚至可以達(dá)到地球磁場(chǎng)的數(shù)萬億倍！

想要破解這個(gè)謎題，除了需要科研人員之外，還必須要有強(qiáng)大的觀測(cè)設(shè)備才可以。而我國(guó)的FAST，恰恰在觀測(cè)快速射電暴方面具有無與倫比的能力。

FAST的口徑達(dá)到了500米，是當(dāng)今世界最強(qiáng)大的單口徑射電望遠(yuǎn)鏡。它的觀測(cè)能力非常強(qiáng)大，工作頻段為70MHz—3GHz，這就限制了它觀測(cè)的天體對(duì)象。自從建成以來，F(xiàn)AST一直在脈沖星發(fā)現(xiàn)和觀測(cè)方面發(fā)揮著驚人的能力，一次次創(chuàng)造了天文學(xué)的歷史。除了脈沖星之外，快速射電暴也是FAST最擅長(zhǎng)的領(lǐng)域。

（圖片說明：中國(guó)天眼）

正所謂一個(gè)好漢三個(gè)幫，即便是FAST這樣強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡，如果有其他望遠(yuǎn)鏡的幫助也可以發(fā)揮更強(qiáng)大的作用。為了破解快速射電暴之謎，我國(guó)天文學(xué)家還聯(lián)合了在美國(guó)的科學(xué)家進(jìn)行共同研究，同時(shí)還配合了位于美國(guó)的一臺(tái)強(qiáng)大望遠(yuǎn)鏡——綠岸望遠(yuǎn)鏡。

綠岸射電望遠(yuǎn)鏡高146米，重7700噸，其碟形天線的尺寸為100米x 110米。最牛的是，這家伙竟然可以移動(dòng)，是當(dāng)今世界最大的可移動(dòng)的射電望遠(yuǎn)鏡。它的觀測(cè)對(duì)象和FAST比較相似，也被用于觀測(cè)宇宙中的中子星，甚至還被用來尋找宇宙中的地外文明。

可以說，這兩臺(tái)望遠(yuǎn)鏡都是當(dāng)今世界上最頂級(jí)的射電望遠(yuǎn)鏡，二者的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，給我們帶來巨大的發(fā)現(xiàn)也不足為奇。

（圖片說明：綠岸望遠(yuǎn)鏡）

3月18日，來自我國(guó)之江實(shí)驗(yàn)室智能計(jì)算平臺(tái)研究中心研究專家馮毅、FAST首席科學(xué)家兼之江實(shí)驗(yàn)室計(jì)算天文首席科學(xué)家李菂，以及來自內(nèi)華達(dá)大學(xué)拉斯維加斯分校的天體物理學(xué)家Bing Zhang，還有云南大學(xué)、北京大學(xué)、普林斯頓大學(xué)等高校和機(jī)構(gòu)的研究人員，在國(guó)際權(quán)威期刊《科學(xué)》上發(fā)表了他們的重大發(fā)現(xiàn)，或?qū)⒂兄谌祟惼平饪焖偕潆姳┲i。

從論文的作者名單上可以看到，這里絕大部分都是中文名。毫不夸張地說，在這個(gè)宇宙之謎的破解過程中，中國(guó)科學(xué)家功不可沒！

從2019年開始，天文學(xué)家就利用兩臺(tái)望遠(yuǎn)鏡對(duì)5個(gè)快速射電暴進(jìn)行觀測(cè)，獲取了21個(gè)重復(fù)快速射電暴的偏振數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)被認(rèn)為是破解這個(gè)謎題的關(guān)鍵。

（圖片說明：主要作者都是中國(guó)名字）

李菂介紹說：“快速射電暴信號(hào)在傳播過程中，偏振特征會(huì)受到周邊星際介質(zhì)的影響。我們能夠通過分析快速射電暴的偏振等特征，限制它的輻射機(jī)制，推測(cè)它所穿過的介質(zhì)的磁感應(yīng)強(qiáng)度和電子數(shù)密度等信息?！?/p>

根據(jù)此前的理論，如果快速射電暴來自于宇宙中的恐怖磁場(chǎng)，那么其無線電波也會(huì)在磁場(chǎng)的作用下被極化。

然而，當(dāng)FAST在2019年對(duì)快速射電暴FRB 121102進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，并沒有發(fā)現(xiàn)極化現(xiàn)象，這令天文學(xué)家非常困惑。然而，在利用綠岸望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行觀測(cè)的時(shí)候，天文學(xué)家觀測(cè)到了極化的現(xiàn)象。

這是FAST觀測(cè)能力不行嗎？當(dāng)然不是！研究人員相信，這里面有其他的原因。

事實(shí)證明，兩臺(tái)望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到不同的結(jié)果，在于二者觀測(cè)的頻段不同，F(xiàn)AST是在1-1.5GHz的頻率下觀測(cè)的，而綠岸的觀測(cè)頻率為3GHz及以上。研究人員得出結(jié)論，快速射電暴的極化情況與頻率密切相關(guān)。

研究人員提出了一個(gè)模型：當(dāng)快速射電暴產(chǎn)生的時(shí)候，應(yīng)該是完全極化的。但在經(jīng)過周圍空間內(nèi)的等離子體或星際物質(zhì)時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)一種名叫法拉第旋轉(zhuǎn)的效應(yīng)，導(dǎo)致偏振角出現(xiàn)不同。由于法拉第旋轉(zhuǎn)的幅度與頻率有關(guān)，所以出現(xiàn)了綠岸望遠(yuǎn)鏡看到了極化的現(xiàn)象，而FAST的觀測(cè)結(jié)果卻是已經(jīng)去極化的情況了。

根據(jù)這些情況，研究人員推測(cè)，這些重復(fù)的快速射電暴很有可能經(jīng)過了超新星遺跡、脈沖星風(fēng)云甚至是大質(zhì)量黑洞附近的過熱等離子體等環(huán)境，這對(duì)于天文學(xué)家找到快速射電暴的起源來說是一個(gè)重要的突破。

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