中國天眼，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谥袊煅跢AST的面前被揭露！
（圖片說明：中國天眼取得重大發(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。實際上，F(xiàn)AST從來沒有停止觀測，而它的觀測內(nèi)容又相對比較專業(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)時間非常短的高能電波。不過，其快速和高能的程度，都可能遠遠超出你的想象。
通常來說，一次快速射電暴的時間僅有幾毫秒，也就是不足1/100秒。但是，其爆發(fā)出來的能量，竟然和太陽在整整1天的時間里釋放的能量相當！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教授及其團隊首次發(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)至今仍然是個未解之謎。
首先，它的持續(xù)時間過短，當天文學(xué)家反應(yīng)過來的時候，就已經(jīng)錯過尋找其來源的機會了；其次，快速射電暴不僅時間短，而且大部分都不會重復(fù)爆發(fā)，這對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，我們無法對曾經(jīng)爆發(fā)過的地方持續(xù)觀測等待下一次；尤其是目前大部分快速射電暴都來自于河外星系，觀測難度就更大了。
（圖片說明：磁星被認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，成為了當今天文學(xué)界的一個重大的未解之謎。
目前來說，科學(xué)家們對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，當一顆大質(zhì)量恒星死亡的時候，會以超新星爆發(fā)的形式來終結(jié)自己的壽命。其遺骸會變成致密星，不過會根據(jù)質(zhì)量的不同形成不同的致密星。如果其內(nèi)核質(zhì)量超過太陽的3倍，就會變成最恐怖的黑洞；如果質(zhì)量在太陽的1.44-3倍之間，就會變成中子星。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最擅長觀測的脈沖星）。顧名思義，這種天體的磁場非常強，甚至可以達到地球磁場的數(shù)萬億倍！
想要破解這個謎題，除了需要科研人員之外，還必須要有強大的觀測設(shè)備才可以。而我國的FAST，恰恰在觀測快速射電暴方面具有無與倫比的能力。
FAST的口徑達到了500米，是當今世界最強大的單口徑射電望遠鏡。它的觀測能力非常強大，工作頻段為70MHz—3GHz，這就限制了它觀測的天體對象。自從建成以來，F(xiàn)AST一直在脈沖星發(fā)現(xiàn)和觀測方面發(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最擅長的領(lǐng)域。
（圖片說明：中國天眼）
正所謂一個好漢三個幫，即便是FAST這樣強大的望遠鏡，如果有其他望遠鏡的幫助也可以發(fā)揮更強大的作用。為了破解快速射電暴之謎，我國天文學(xué)家還聯(lián)合了在美國的科學(xué)家進行共同研究，同時還配合了位于美國的一臺強大望遠鏡——綠岸望遠鏡。
綠岸射電望遠鏡高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，是當今世界最大的可移動的射電望遠鏡。它的觀測對象和FAST比較相似，也被用于觀測宇宙中的中子星，甚至還被用來尋找宇宙中的地外文明。
可以說，這兩臺望遠鏡都是當今世界上最頂級的射電望遠鏡，二者的強強聯(lián)手，給我們帶來巨大的發(fā)現(xiàn)也不足為奇。
（圖片說明：綠岸望遠鏡）
3月18日，來自我國之江實驗室智能計算平臺研究中心研究專家馮毅、FAST首席科學(xué)家兼之江實驗室計算天文首席科學(xué)家李菂，以及來自內(nèi)華達大學(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)等高校和機構(gòu)的研究人員，在國際權(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，在這個宇宙之謎的破解過程中，中國科學(xué)家功不可沒！
從2019年開始，天文學(xué)家就利用兩臺望遠鏡對5個快速射電暴進行觀測，獲取了21個重復(fù)快速射電暴的偏振數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)被認為是破解這個謎題的關(guān)鍵。
（圖片說明：主要作者都是中國名字）
李菂介紹說：“快速射電暴信號在傳播過程中，偏振特征會受到周邊星際介質(zhì)的影響。我們能夠通過分析快速射電暴的偏振等特征，限制它的輻射機制，推測它所穿過的介質(zhì)的磁感應(yīng)強度和電子數(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，那么其無線電波也會在磁場的作用下被極化。
然而，當FAST在2019年對快速射電暴FRB 121102進行觀測時，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，在利用綠岸望遠鏡進行觀測的時候，天文學(xué)家觀測到了極化的現(xiàn)象。
這是FAST觀測能力不行嗎？當然不是！研究人員相信，這里面有其他的原因。
事實證明，兩臺望遠鏡觀測到不同的結(jié)果，在于二者觀測的頻段不同，F(xiàn)AST是在1-1.5GHz的頻率下觀測的，而綠岸的觀測頻率為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模型：當快速射電暴產(chǎn)生的時候，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，就會出現(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)了綠岸望遠鏡看到了極化的現(xiàn)象，而FAST的觀測結(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，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，這對于天文學(xué)家找到快速射電暴的起源來說是一個重要的突破。
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