宇宙中最為神秘的射電爆發(fā)現(xiàn)象之一——快速射電暴，其起源之謎一直困擾著科學(xué)界。近日，一個(gè)由中國(guó)科學(xué)院紫金山天文臺(tái)領(lǐng)銜，聯(lián)合國(guó)內(nèi)外多家科研機(jī)構(gòu)組成的研究團(tuán)隊(duì)，借助我國(guó)500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（“中國(guó)天眼”，F(xiàn)AST）的強(qiáng)大觀測(cè)能力，在這一領(lǐng)域取得了重大突破。他們首次捕捉到重復(fù)快速射電暴的法拉第旋轉(zhuǎn)量發(fā)生劇烈變化并隨后恢復(fù)正常的詳細(xì)過程，為“快速射電暴起源于雙星系統(tǒng)”的假說提供了關(guān)鍵證據(jù)。相關(guān)研究成果于北京時(shí)間2026年1月16日在線發(fā)表于國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上。
快速射電暴的持續(xù)時(shí)間極短，僅為數(shù)毫秒，但其釋放的能量卻極為驚人，相當(dāng)于太陽(yáng)一整周輻射的總和。自2007年首次被發(fā)現(xiàn)以來，其起源機(jī)制一直是天體物理學(xué)領(lǐng)域亟待破解的重要謎題。科學(xué)界普遍認(rèn)為，快速射電暴可能起源于雙星系統(tǒng)中的天體，但一直缺乏直接的觀測(cè)證據(jù)來支持這一猜想。
為了揭開這一謎團(tuán)，研究團(tuán)隊(duì)利用FAST的超高靈敏度，對(duì)重復(fù)快速射電暴FRB 20220529進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)2.2年的持續(xù)監(jiān)測(cè)。在一年半的常規(guī)監(jiān)測(cè)中，F(xiàn)RB 20220529的法拉第旋轉(zhuǎn)量并未表現(xiàn)出明顯異常。然而，在2023年12月，研究團(tuán)隊(duì)觀測(cè)到了一個(gè)突破性現(xiàn)象：該暴源的法拉第旋轉(zhuǎn)量突然急劇上升，達(dá)到此前變化水平的約20倍，隨后又在短短兩周內(nèi)迅速回落至正常水平。這種劇烈、快速且可逆的磁環(huán)境變化，在快速射電暴的研究史上尚屬首次被記錄。
科研團(tuán)隊(duì)通過進(jìn)一步的模型比對(duì)和物理分析指出，如果FRB 20220529起源于一顆孤立的中子星，現(xiàn)有理論無法解釋其磁環(huán)境為何會(huì)發(fā)生如此大幅且快速的突變。而如果其處于雙星系統(tǒng)中，來自伴星的劇烈活動(dòng)，如星冕物質(zhì)拋射，或者雙星軌道的特殊幾何結(jié)構(gòu)，則能夠自然且合理地解釋觀測(cè)到的法拉第旋轉(zhuǎn)量“跳變-回落”現(xiàn)象。這一發(fā)現(xiàn)為快速射電暴的“雙星起源”模型提供了強(qiáng)有力的觀測(cè)支撐。
值得一提的是，F(xiàn)RB 20220529屬于信號(hào)較為暗弱的暴源，其多數(shù)爆發(fā)難以被其他望遠(yuǎn)鏡有效探測(cè)。此次突破的取得，既得益于FAST無與倫比的靈敏度，使其能夠捕捉到極微弱的射電信號(hào)，也離不開研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新的數(shù)據(jù)處理方法，能夠從海量觀測(cè)數(shù)據(jù)中精準(zhǔn)提取出關(guān)鍵偏振信息。在事件發(fā)生前后，科研團(tuán)隊(duì)與FAST運(yùn)行和發(fā)展中心高效協(xié)作，及時(shí)調(diào)整觀測(cè)策略，確保了整個(gè)演化過程的數(shù)據(jù)完整性，充分展現(xiàn)了我國(guó)大科學(xué)裝置的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與科研團(tuán)隊(duì)的協(xié)作能力。
作為我國(guó)自主設(shè)計(jì)、建造并運(yùn)行的世界最大單口徑射電望遠(yuǎn)鏡，F(xiàn)AST自投入使用以來，已在納赫茲引力波探測(cè)、脈沖星搜尋、快速射電暴研究、中性氫觀測(cè)等多個(gè)前沿領(lǐng)域持續(xù)產(chǎn)出突破性成果。這些成果不僅顯著提升了我國(guó)在全球射電天文領(lǐng)域的學(xué)術(shù)話語權(quán)與國(guó)際影響力，更以實(shí)打?qū)嵉挠^測(cè)數(shù)據(jù)和科學(xué)發(fā)現(xiàn)，彰顯了我國(guó)自主重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的核心實(shí)力，為人類探索宇宙未知、拓展認(rèn)知邊界貢獻(xiàn)了獨(dú)具價(jià)值的中國(guó)智慧。
