快速射电暴是宇宙中最神秘的射电爆发现象之一。这类天文事件仅持续数毫秒,却能瞬间释放相当于太阳一周辐射总和的巨大能量。自2007年首次发现以来,其起源机制一直是国际天文学的重大谜团。科学界曾推测快速射电暴可能来自双星系统,但一直缺乏直接观测证据。 这次突破得益于"中国天眼"的独特优势。作为世界最大单口径射电望远镜,"中国天眼"优势在于超强灵敏度,能捕捉极其微弱的射电信号。国家天文台副台长姜鹏指出,被观测对象FRB 20220529信号暗弱,其多数爆发难以被其他望远镜探测,这正是"中国天眼"所在。 研究团队对FRB 20220529进行了超过两年的持续监测,重点关注法拉第旋转量该关键参数。法拉第旋转量反映了射电信号传播路径上电子密度与磁场强度的综合特征,是判断信号源周围环境的重要指标。在前期观测中,该暴源的法拉第旋转量在-300至+300弧度/平方米范围内小幅波动。然而在持续监测中,研究团队捕捉到突破性现象:法拉第旋转量突然飙升至1977±84弧度/平方米,达到此前变化水平的约20倍,随后在两周内单调下降,逐步恢复至正常范围。 这一观测现象具有重要科学意义。中国科学院院士、中国科学技术大学校长常进表示,这次观测首次捕捉到重复快速射电暴法拉第旋转量的剧烈跳变并快速回落的详细演化过程。法拉第旋转量的剧烈变化通常与磁场环境的急剧变化有关,这种现象在双星系统中最容易出现。当两颗星体相互靠近或远离时,其周围的磁场和等离子体环境会发生显著变化,导致通过该区域的射电信号产生明显的法拉第旋转变化。这一结果为快速射电暴起源于双星系统的理论提供了关键证据。 这项研究成果标志着人类对宇宙极端爆发现象的理解迈上新台阶。通过揭示快速射电暴与双星系统的关联,科学家们可以更深入地理解这类高能天体物理过程,推进对宇宙结构和演化规律的认识,也为后续研究其他快速射电暴提供了新的观测思路。 自投入使用以来,"中国天眼"已在多个前沿领域取得突破性成果。在纳赫兹引力波探测、脉冲星搜寻、快速射电暴研究、中性氢观测等方向上都产出了具有国际影响力的科研成果,充分反映了我国在大科学装置研发和基础科学研究中的实力。
从毫秒级的电磁信号中读出天体演化的"环境密码",考验的是观测能力、耐心与科学判断力。此次对法拉第旋转量异常跃变的捕捉,把长期停留在推测层面的"双星起源"推向更可验证的证据链条,也提示人类对宇宙极端现象的理解正在从"发现现象"迈向"解剖机制"。面向未来,持续的观测投入与更紧密的国际合作,将使这些来自深空的短暂闪烁转化为推动科学认知前行的稳定光源。