扩展人类认识射频宇宙科学前沿

“中国天眼”探索宇宙奥秘迈出重要一步

　　5月12 日，《科学》杂志发表快速射电暴领域最新科研成果。由之江实验室计算天文首席科学家、中国科学院国家天文台研究员李菂领衔的中外科研团队，对“中国天眼”2019年发现的世界首例持续活跃快速射电暴FRB20190520B进行长达17个月的监测，发现重复快速射电暴周边存在磁场反转。

　　这是“中国天眼”又一次亮相国际顶级期刊。自2016年9月25日正式启用以来，被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜（FAST）在快速射电暴领域研究上取得系列重大突破，相关科研成果多次发表在《自然》《科学》等杂志上。此次发现表明快速射电暴源可能处在双星系统中，其伴星可能是黑洞或者大质量恒星，为揭示快速射电暴的起源和环境迈出了重要一步。

　　据了解，快速射电暴（FRB）是一种持续时间很短、爆发能量很大的天体现象。它的爆发强度可以达到太阳光度的数亿倍，是宇宙中最强烈的射电爆发之一，其物理起源未知。对快速射电暴的研究，开启了人类探索宇宙奥秘的新视角。

　　李菂带领团队发现了世界首个快速射电暴大样本集。在迄今发表的几百例快速射电暴中，大部分都只是昙花一现再也没能观测到其爆发。美国阿雷西博望远镜发现的FRB20121102A是人们发现的首个重复爆发的快速射电暴。李菂团队利用FAST捕捉到FRB20121102A的1652个爆发，超过此前本领域所有文献中提及的FRB爆发的总和，并在大样本中首次发现FRB能量双峰结构，论文于2021年发表在《自然》杂志并入选2021年度“中国科学十大进展”。

　　探测到首例持续活跃重复快速射电暴。李菂团队利用FAST发现世界上首例持续活跃的快速射电FRB20190520B。它的环境电子密度远远超过其他源，是目前已知源中近源电子密度最大的快速射电暴，表明其近源环境相当复杂。该团队还在FRB20190520B位置发现了一个致密的射电持续源，这是第二例发现伴随致密射电源的快速射电暴。FRB20190520B的持续活跃推进了对多波段快速射电暴的研究，成为深度了解重复快速射电暴现象的重要进展。有关研究成果2022年6月9日在《自然》杂志上发表。

　　发现最大快速射电暴偏振样本。FAST快速射电暴团队利用FAST长期监测活跃的重复暴FRB20201124A，提供了至今为止最大的FRB偏振样本，并首次发现快速射电暴局域环境中磁场变化的情况，发现了频率依赖的偏振振荡现象，此项研究成果2022年9月21日发表在《自然》杂志上。

　　构建重复快速射电暴统一图景。针对FRB20190520B和FRB20201124A等活跃的重复暴，李菂团队组织FAST和美国绿岸望远镜等大型望远镜协同观测，揭示了描述快速射电暴周围环境的单一参数“RM弥散”，首次提出重复快速射电暴偏振频率演化的统一机制。这项成果于2022年3月18日在《科学》杂志上发表。

　　除在快速射电暴领域取得系列成果外，FAST还在其他核心科学目标取得了重要进展。2022年1月，FAST利用原创方法精确测量星际磁场登上《自然》杂志封面；2022年10月，FAST探测到目前已知宇宙中最为延展的原子氢气结构，有关成果发表在《自然》杂志上。

　　据悉，FAST系列成果为最终揭示快速射电暴的起源奠定了观测基础，FAST提供的大量数据和新的发现为相关领域的研究提供了重要支持。FAST精确测量来自深空的射频信号，正在扩展人类认识射频宇宙的科学前沿。（记者 袁航）