科学家首次探测到快速射电爆发的射电“颜色”？

　　科学家们连接了世界上最大的两台射电望远镜，近距离观察被称为快速射电爆发(FRBs)的星系间现象的神秘“颜色”。

　　研究人员发现，虽然这些毫秒级的闪光对人眼来说是不可见的，但它们会发出名副其实的无线电波长彩虹——这可能对导致它们的原因产生重大影响。

　　“一旦我们分析了数据，并比较了不同的无线电颜色，我们感到非常惊讶。”阿姆斯特丹大学的天体物理学家、FRB 新研究的主要作者 Inés Pastor-Marazuela在一份声明中说。研究小组确定，FRB 很可能是一颗孤立的、缓慢旋转的磁星，这是一颗密度极高、磁力极强的中子星，它将太阳的质量塞进一个不超过城市的球体中。

　　FRB 是宇宙中能量最高的爆发之一，它将比太阳在三天内产生的能量更多的能量打包成持续几毫秒的光点。每天都有数以千计的 FRB 在宇宙中闪烁，但我们的人眼却看不到它们；正如它们的名字一样，FRB 只在无线电波长中发光，远远超出可见光谱的红色边缘。

　　然而，无线电频谱本身就包含一个微型彩虹，较短的无线电波长在射电望远镜中显得偏蓝，而较长的波长则显得偏红。在他们的新研究中，研究人员通过将两个射电望远镜训练到同一个 FRB 源上，比以往任何时候都更详细地研究了 FRB 的射电“颜色”。

　　研究人员使用低频阵列 （LOFAR） 和 Westerbork 合成射电望远镜（来自荷兰不同设施的两台射电望远镜）放样了一个名为 20180916B 的周期性重复 FRB，它每 16 天左右发射一次爆发。

　　对这种FRB的可预测的、重复的时间表的一种解释表明，其中涉及双星系统；大约每两周，FRB光源在其伴星(相对于地球)的前方移动，短暂地允许FRB的光穿过太空射向我们的望远镜。研究人员说，像这样的系统包括从FRB源的伴星吹出的恒星风的持续风暴，以及高能电子聚集的风应该会阻挡某些无线电波长。

　　“来自快速射电爆发源伴星的强星风预计会让大部分蓝色短波射电光逃离该系统。”Pastor-Marazuela 说。“但更红的长波无线电应该被更多地、甚至完全地阻挡。”

　　为了验证这一假设，研究人员使用两台射电望远镜瞄准两种不同的射电颜色，用 Westerbork 望远镜观察高、带红色的频率，用 LOFAR 观察低、带蓝色的频率。如果双星模型是正确的，那么只有蓝色频率才能让它通过恒星系统的强风——然而，事实并非如此。望远镜探测到从 FRB 发出的红色和蓝色无线电频率，但从未同时探测到。

　　“我们看到了两天更蓝的射电暴，然后是三天更红的射电暴，”牧师-马拉苏埃拉说。“我们现在排除了最初的 [二元风] 模型——肯定还有别的事情在发生。”

　　这一发现对 FRB 研究有一些重大意义。研究人员说，一方面，这个 FRB 周围的环境可能是一个“裸露的”环境——这意味着可能很少有恒星风将事物笼罩起来并阻止更红的光频率逃逸。该团队表示，这排除了二进制系统。

　　更好的解释是 FRB 20180916B 是由磁星制造的。随着磁星缓慢旋转，其明亮的磁场每两周左右就会向地球照射，从而产生了本研究中观察到的重复 FRB。

　　这种解释也符合先前的 FRB 研究。2020 年，科学家将不同的 FRB 追溯到银河系中已知的磁星，首次提供了明确的 FRB 来源。现在，通过揭示 FRB 20180916B 的真实颜色，天文学家可能很快就能在该列表中再添加一颗恒星。