“中國天眼”追蹤快速射電暴至雙星系統

自2007年首次探測到"洛里默暴"(首個被確認的快速射電暴)以來，天文學家一直對這種來自遙遠星系的射電暴現象感到困惑。這些持續時間在毫秒至數秒之間的快速射電暴，釋放出的能量相當于太陽數日產生的能量總和。大多數快速射電暴是單次事件，但天文學家也發現少數罕見的重復暴案例。多年來，科學家們對其成因提出諸多猜想，從中子星、黑洞到外星通訊，不一而足。

最新研究首次確鑿證明：至少部分快速射電暴源自雙星系統。由中國科學院紫金山天文臺和中國科學技術大學李曄研究員領銜的國際團隊，利用被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡對特定快速射電暴FRB 20220529進行了近兩年的持續監測，最終將其溯源至距離地球22億至24億光年的盤狀星系中的雙星系統。相關論文于1月15日發表在《科學》雜志。

天文學家在研究快速射電暴時，會特別關注能揭示源頭環境特性的頻率和偏振變化。自2020年起，中國天眼通過專項快速射電暴重點科學計劃持續監測重復暴源，該計劃由香港大學物理系講座教授、香港大學空間科學實驗室創辦主任張冰教授（論文共同作者）等人共同主導。

研究團隊在分析FRB 20220529數據時，觀測到罕見的"旋轉測量耀發"現象——由于傳播環境變化導致的射電信號偏振特性劇烈突變。李曄博士表示："2023年底，我們檢測到RM值在短時間內驟增百倍以上，隨后兩周內迅速回落至原有水平，這種現象我們稱之為'RM耀發'"。

通常情況下，快速射電暴呈現近乎完美的線偏振。但當射電波穿過磁化等離子體時，其偏振角會隨頻率發生旋轉，這種效應被稱為法拉第旋轉。本次觀測到的RM耀發持續時間短等特征，與一團致密磁化等離子體穿過觀測視線的推測相符，由此研究團隊判斷該現象很可能源自伴星的日冕物質拋射。

張冰教授指出："在對FRB 220529A長達數月的監測中，前期數據并無異常。但在持續觀測17個月后，我們捕捉到了激動人心的信號。這一發現為至少部分重復快速射電暴的起源提供了關鍵線索，強有力地支持其來源于包含磁陀星（擁有超強磁場的中子星）與類太陽恒星的雙星系統。"

盡管受限于數十億光年的距離，天文學家無法直接觀測該雙星系統中的伴星，但通過中國天眼與澳大利亞帕克斯射電望遠鏡的持續監測，其存在得以證實。論文共同作者、紫金山天文臺及中國科學技術大學吳雪峰教授表示："這項發現得益于全球頂尖望遠鏡的持續觀測與研究團隊的不懈努力。"

該發現不僅挑戰了快速射電暴源于單星系統的傳統認知，也佐證了張冰教授與吳雪峰教授近期提出的重復快速射電暴統一物理模型。該理論認為所有重復暴都源自磁陀星與伴星的相互作用，這種機制能產生更高頻率的重復爆發。隨著中國天眼等頂尖射電天文臺持續監測重復暴，天文學家將進一步探明雙星系統作為快速射電暴源的普遍性。

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