是天外来信还是宇宙回波？全球顶尖望远镜，带你揭开FRB信号之谜

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近年来，天文学家一直致力于寻找FRB（fast radio bursts，快速电波爆发 ）的源头，这是一种来自于银河系外的极强的瞬间脉冲信号。天文学家通过采用一项惊人的技术手段终于发现了一次非重复FRB信号的源头星系。但这个星系在太空中出人意料的位置表明，科学家们需要更新手里的宇宙地图了。

图解: 艺术家对单次快速射电爆发的概念以及它是如何被发现的。

在《科学》杂志发布的发现表明，非重复FRB信号的发射源被首次定位，其来源于一个特殊的星系。

麦吉尔大学的天文学家Shriharsh Tendulka表示：这是一个重大的技术进步，很难想象如何通过一个望远镜来发现并精确定位一个非重复的FRB信号的发射源。

2017年，康奈尔大学组织的一个研究小组已发现一个重复的FRB信号来源于银河系外。但是FRB信号有两种类型，一种为重复信号，一种为非重复信号。虽然后者更为常见，但由于其出现时间过短，在此之前还无法对其来源进行精确定位。澳大利亚的联邦科学与工业研究组织（CSIRO）的天文学家Keith Bannister领导了一个研究小组在澳大利亚国家望远镜中心成功定位了一个非重复的FRB信号来源位置。

虽然早在2007年FRB信号就被人们发现，但是到目前为止科学家对这种天文现象还是知之甚少。正如其名，FRB信号是一种无线电信号但持续时间极短，通常只有几毫秒却蕴含强大的能量。现已确定其来源于银河系外星系。天文学家对FRB信号的来源猜测多种多样，如带有超强磁场的中子星、暗物质、黑洞、超新星或外星文明活动。

对于重复FRB信号的测量相对，因为他们都是来自于同一位置并且重复持续发出，因此联合多个的天文台并采用三角测量法可以完成其来源定位。但使用三角测量法定位非重复FRB信号就困难多了，因为天文学学家无法预测下一次FRB信号什么时候发生。为了定位非重复信的FRB信号，Banniste的小组开发了一种算法，算法可以在FRB信号被侦测到后，立即保存和冻结1s内的所有天文观测数据。这一功能的实现还要归功于澳大利亚西部的CSIRO的射电望远镜阵列（ASKAP），该阵列由多个抛物面天线组成。

图解: 澳大利亚ASKAP射电望远镜阵列的视图。

ASKAP探测到一个名为FRB 180924的非重复FRB信号，并发现它来自于36亿光年外的河外星系，位于DES J214425.25–405400.81.他们之所以可以探测到该信号的来源，是因为他们发现信号到达每个抛物面天线的时间有略微差别（通过各个抛物面天线接收到信号的差别和相对地理位置计算出该信号的来源方向）。

作为该研究的合作者来，自于斯温伯恩大学的Adam Deller在CSIRO 发表的一篇报道上说到：“通过这个细微的差别——大约有一秒的十亿分之一，我们识别出了这个非重复FRB信号的来源星系，甚至我们精确的定位了该FRB信号的位置，位于距离这个星系中心1.3万光年的外围。”

Bannister这样描述这项技术的精度：“假设我们站在月球上采用该技术定位来源于地球的FRB信号，我们不仅可以精确定位到来源于哪座城市，甚至可以告诉你这个信号来自于哪个街区。”

欧洲南方天文台在智利的甚大望远镜（VLT）对FRB 180924的来源星系进行了进一步的研究，同时智利的双子望远镜和夏威夷的凯克望远镜对该星系到地球的距离进行了测量。上述三个天文望远镜是世界上最大的三个光学天文望远镜。

一名来自荷兰但未参与该项目的电天文学家Emily Petroff对Gizmodo表达了自己的看法：“我认为该项研究最大的意义在于他们从这个单一的不重复的脉冲中获得了如此多的信息，不仅准确定位了该脉冲的来源星系，并且这种复杂的电磁环境下实现了对磁场的精确测量。”

这项成就可能会推翻FRBs的环境形成假说。因为FRB180924来自于其星系的边缘，而仅有的另一个被测量的FRB信号是2017年探测到的重复FRB信号，该信号来自于一个矮星系的恒星诞生区，因此天文学家们根据这个测量结果推测，复杂且混乱的环境促成了FRB信号的产生。但发现的FRB180294却来自于一个与我们银河系差不多大小的星系，而且在星系中一个恒星诞生几乎停止的区域，环境相对较为稳定。

Petroff评价这两个星系“简直就是天壤之别”，而且这项研究结果“带给我们的问题远比解决的问题多”。但是“至少，我们知道ASKAP可以定位非重复的FRB信号，所以我们有希望定位更多的FRB信号来回答我们的诸多疑问。”

Tendulkar表示： “天文学家此前建立了由年轻的磁星——磁化中子星产生重复FRB信号的模型，但该模型无法解释非重复FRB信号的产生原因。因为本次发现的FRB180294在一个古老恒星的巨大星系外围，而在该区域有一颗年轻磁化中子星就如同在撒哈拉沙漠发现一头鲸鱼一样不可思议。但这并不能否定该模型的正确性，也有可能是非重复性FRB信号与FRB信号有着不同的产生原因。

正如Petroff和Tendulkar共同指出的那样，这项研究结果带来了更多问题而不是答案。但是这也是一个好消息，因为天文学家们有了更多可以探索宇宙奥秘的途径，而这些大大小小的探索都可能引领我们发现宇宙更多的奥秘。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. George Dvorsky- gizmodo-大卫高怕飞

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原文地址：今日头条