神秘信号转瞬即逝，竟然源自30亿光年以外

<p align="center"> 天文学家使用射电望远镜阵，精确测定了一个快速射电暴的方位。图片来源：Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF; Hubble Legacy Archive, ESA, NASA</p><p>　　天文学家首次锁定了一个快速射电暴（Fast Radio Burst，缩写为FRB）在天空中的确切方位，从而确定了这一神秘射电波脉冲源头的距离以及它所处的星系。这些新的线索推翻了有关快速射电暴来源的一些理论解释。</p><p>　　“现在我们知道，这一射电暴源于距离地球超过30亿光年的一个矮星系，”美国康奈尔大学的沙米·查特吉（Shami Chatterjee）说，“仅凭这一简单的事实，便能极大地增进我们对于这些事件的理解。”查特吉及其同事在《自然》杂志上公布了他们的这一发现。</p><p>　　快速射电暴是一种高能的射电波暴发现象，持续时间极短（毫秒量级），具体来源仍是未解之谜。这类现象最早在2007年被人发现，当时，一些天文学家在澳大利亚帕克斯射电望远镜的观测数据库中进行了搜索，本打算从中发现一些新的脉冲星，结果却找到了已知的第一个快速射电暴——那个射电暴出现在2001年。</p><p>　　如今，已知的快速射电暴已有18个之多，全都由单面射电望远镜发现，因而无法足够精确地测定它们在天空中的方位，也就无法让其他天文台跟进观测，去确定这些射电暴的源头所处的环境，或者在其他波段去寻找它们。然而，2012年11月由位于波多黎各的阿雷西博天文台发现的那个快速射电暴，却跟其他任何一个快速射电暴都不一样——只有它反复出现了多次。</p><p>　　这个快速射电暴被命名为FRB 121102，它的反复爆发让天文学家有机会使用美国的甚大阵（VLA）射电望远镜对它展开观测。VLA由多面射电望远镜天线构成，有着无与伦比的解析能力，能够精确测定这个天体在天空中所处的方位。</p><p>　　2016年，在为期6个月、总共83个小时的观测时间内，VLA检测到了来自FRB 121102的9次射电波爆发。</p><p>　　美国加利福尼亚大学伯克利分校的凯西·劳（Casey Law）说，“有很长一段时间，我们一无所获，然后突然出现的一串爆发我们提供了所需的数据。”</p><p>　　美国西弗吉尼亚大学和美国国家射电天文台的莎拉·伯克－斯珀络（Sarah Burke-Spolaor）说，“VLA的数据让我们把位置测定到了非常精确的地步。”</p><p>　　根据VLA测得的精确位置，这些研究者利用位于夏威夷的北双子座望远镜拍摄了可见光照片，在那个快速射电暴出现的方位上找到了一个暗淡的矮星系。北双子座望远镜的观测还测定了这个矮星系到地球的距离，超过30亿光年。</p><p align="center"> 北双子座望远镜在FRB 121102出现的位置上拍到了一个暗弱的矮星系，距离地球超过30亿光年。图片来源：Gemini Observatory/AURA/NSF/NRC</p><p>　　加拿大麦吉尔大学的施里哈希·坦都卡（Shriharsh Tendulkar）说，“在我们测出快速射电暴的距离之前，天文学家提出过一些理论来解释它们的起源，认为它们可能来源于银河系内或者银河系附近。现在，我们已经推翻了那些理论，至少对这个快速射电暴并不适用。”</p><p>　　除了检测到来自FRB 121102的明亮射电波爆发以外，VLA的观测还揭露出同一区域存在持久且更加微弱的射电波辐射。</p><p>　　接下来，观测团队还使用了欧洲甚长基线干涉网（EVN）的多台射电望远镜、直径304米的阿雷西博射电望远镜，以及美国的甚长基线射电望远镜阵，更加精确地测定了这一天体的位置。</p><p>　　荷兰阿姆斯特丹大学的贾森·赫塞尔（Jason Hessels）说，“这些超高精度的观测表明，射电暴与持久射电源的间隔范围必定在100光年以内。”</p><p>　　荷兰VLBI ERIC联合研究所的贝尼托·马格特（Benito Marcote）说，“我们认为，射电暴和这个持久射电源很可能是同一个天体，或者彼此之间存在某种物理关联。”</p><p>　　这些天文学家指出，首要的候选者是一颗中子星，可能是一颗高度磁化的磁星，被超新星爆发或者脉冲星抛出的物质所包围，也有可能是那个星系的活动核心，则射电辐射则来源于超大质量黑洞周边区域射出的物质喷流。</p><p>　　美国国家射电天文台的布赖恩·巴特勒（Bryan Butler）则提醒说，“我们还必须谨记一点，这是唯一会反复爆发的快速射电暴，因此它在物理上或许跟其他快速射电暴有所不同。”</p><p>　　查特吉说，“找到这个快速射电暴所处的星系并测定它的距离，是向前迈出的一大步，但是想要完全理解这些现象，我们还有更多工作要做。”</p><h3>编译来源</h3>美国国家射电天文台官网，Precise Location, Distance Provide Breakthrough in Study of Fast Radio Bursts<br />