多个首次发现！Nature：中国“天眼”给神秘信号拍“大片”
文 《中国科学报》记者 冯丽妃
快速射电暴和宿主星系艺术想象图。世界最大单口径射电望远镜中国“天眼”（左下）和空间分辨率最高的单口径光学望远镜凯克望远镜（右上）承担该研究观测任务。喻京川、傅海绘图
54天82小时，科学家利用中国“天眼”（FAST）给银河系外一个持续时间仅有十几秒的“神秘信号”——快速射电暴（FRB） 20201124A拍了一个“大片”。相关研究成果9月22日发表于《自然》。
快速射电暴几毫秒内瞬间爆发的无线电波段的能量，相当于全球总发电量累计几百亿年的总和。自2007年首次发现以来，科学家迄今已发现上千个此类事件。但它们的起源究竟是什么，答案并不十分确定。
科学家对这个河外信号的近2000次爆发进行了动态监测，取得多个国际首次重要发现。“我们发现，它来自一个宿主星系的恒星不那么密集的地方，那里的磁场变化非常强烈。”论文通讯作者、北京大学教授、中科院国家天文台研究员李柯伽告诉《中国科学报》。
“用我国自主研制的世界一流的‘天眼’望远镜，率先看到其他人尚未看到的新现象，这很激动人心，也是科学发现的魅力所在。”论文共同通讯作者、中科院国家天文台研究员朱炜玮说，他很荣幸自2017年起就参加了FAST早期调试工作，并在大装置建成后参与相关研究。
同一天，该论文共同作者、南京大学天文学系教授王发印还在发表于《自然—通讯》的另一项研究中对此次观察结果进行了数据建模，在磁星（一类磁场极强的中子星）之外，为快速射电暴的“双星起源”潜在动力来源提供了证据。
捕捉奇异现象
FRB 20201124A是2020年加拿大氢强度测绘实验（CHIME）望远镜发现的一个河外信号。
“这个大视场望远镜很善于抓住新的快速射电暴，发现这个信号活跃之后，我们马上开始跟进。”朱炜玮告诉《中国科学报》，这是天文学国际合作和信息分享的一个案例。正如最近中科院国家天文台副研究员王培等利用FAST发现另一个快速射电暴FRB 20121102A重复出现并在《天文学简报》上与国际同行共享一样，这样做可以让全世界的天文学家第一时间跟进活跃的天体，抓住新的现象。
从2021年4月1日到6月11日的两个多月时间里，科学家利用FAST对FRB 20201124A展开每天一小时的持续观测。
“就像拍电影一样，通过无线电的方式，观看它的物理演化。”论文共同通讯作者、美国内华达大学拉斯维加斯分校教授张冰说，随着地球自转和公转，在这两个多月里，观测时间从最开始的下午4点慢慢移到上午，最后一次观测则是早上6点钟。
据介绍，推算观测时间并不难，只要在计算机上“按模型跑两次就行”。复杂的是分析和处理在此过程中获取的大量数据——54天82小时观测的1863个爆发的动态脉冲信号。如此高频度的爆发率也使该事件成为最活跃的几个重复暴之一。为了解这些数据到底说明了什么，研究者需要开发新的理论模型。
“稿件是今年7月接收的，相比观测的两个多月，过去一年半里我们大部分时间是在分析获得的数据能给我们什么信息。”李柯伽说。
让研究者欣喜的是，他们最终观察到许多国际上未曾发现的快速射电暴现象。
这包括首次发现了法拉第旋转量的奇异演化行为，即在前36天里法拉第旋转出现了无规律的短时标演化，而在随后的18天里几乎不变；首次发现了快速射电暴的猝灭现象，即从保持高爆发状态到在72小时内突然熄灭；首次探测到与之前所有快速射电暴都显著不同的高圆偏振度脉冲，其最高值达到了75%；还首次测到了偏振度随着电磁波波长振荡的现象。
