快速射电暴有新发现离宇宙的“秘密”更近了

11月8日，记者从清华大学李菂团队获悉，清华大学天文系教授、中国天眼原首席科学家李菂领衔的国际团队又有新发现。名为FRB 20220912A的快速射电暴经CHIME望远镜首次发现后，李菂团队利用绿岸望远镜进行了后续观测。在短短1.4小时的观测中，团队探测到128次爆发，爆发率接近100次/小时，使得FRB 20220912A成为绿岸望远镜观测到的爆发率最高的快速射电暴。这一发现揭示了第一个确认环境干净并且极端活跃的快速射电暴，便于进一步直击快速射电暴的核心机制。

绿岸望远镜观测示意图。受访者供图

快速射电暴是来自宇宙深空的强烈射电爆发，持续时间极短，通常仅为几毫秒。这些爆发释放的能量极为强大，单次爆发的能量可能驱动当今全球社会上万亿年。一些快速射电暴会重复爆发，被称为重复快速射电暴（重复暴），快速射电暴的起源和辐射机制仍然是天文学未解之谜。揭示快速射电暴的起源，有可能推动天文学甚至基础物理学的发展。李菂因快速射电暴的深度研究获得2024年马塞尔·格罗斯曼奖。

FRB 20220912A展现出丰富的辐射现象，其中56%的亮爆发存在圆偏振，成为目前已知圆偏振比例最高的重复暴，其中某些爆发的圆偏振度高达58%。此外，李菂团队还观测到了偏振位置角的变化和频率漂移现象，这类样本仍然较为稀少，此次观测为这方面提供了重要数据。尽管目前已知的重复暴有60多例，但具有圆偏振观测记录的仅有3例，分别是FRB 20121102A、FRB 20190520B和FRB 20201124A，这三者也被认为是当前最活跃并被研究最广泛的重复暴。

与这三例活跃的重复暴相比，FRB 20220912A最显著的特点是其法拉第旋转量接近零，表明它位于一个非常“干净”的环境中，即缺乏大量磁化等离子体。这与其他三个活跃的重复暴形成鲜明对比，后者被认为存在于复杂的磁化等离子体环境中。FRB 20220912A的独特环境为理解重复暴的辐射现象带来重要启示。圆偏振、偏振位置角的变化和频率漂移现象可能直接源于爆发源，而不是起源于快速射电暴与环境中的磁化等离子体的相互作用。

该研究为快速射电暴的辐射机制和环境提供了重要线索，相关成果近日发表于《天体物理学杂志》。李菂为论文共同通讯作者，之江实验室研究员冯毅为第一作者和共同通讯作者，其他通讯作者包括国家天文台的蔡肇伟研究员和张永坤。