我們銀河系中神秘的快速射電爆發來自一顆磁星

天文學家有史以來第一次將一個實際物體，與他們自2007年以來一直探測到的神秘射電爆發聯繫在一起。正如科學家們懷疑的那樣，這起事件的罪魁禍首是一個被稱為「磁星」的超高密度物體，但這一發現引發了一系列全新的問題。

近年來，科學家們探測到了數百個被稱為快速射電爆發（FRB）的強大的、毫秒長的脈衝，所有這些脈衝都來自我們銀河系以外。但在2020年4月28日，令人難以置信的事情發生了：天體物理學家從銀河系內部檢測到了一個FRB，這一事件引起了許多人的興奮和討論。

這個被命名為FRB 200428的特殊爆發，似乎來自一顆被稱為磁星SGR 1935+2154的高磁性中子星。當時，這兩者之間可能存在聯繫被認為是一種明顯的可能性，在收集、檢查、交叉參照和修正所有可用的天文數據之後，三個獨立的科學家團隊現在已經證實了這一點：磁星是FRBs的一個可能來源。

天體物理學家表示，到目前為止，還沒有觀測證據將FRB和磁星直接聯繫起來。但是，這三個研究團隊的探測報告首次提供了這樣的證據，從而提供了重要線索，有助於我們了解至少部分FRB的起源。

能夠確認這一證據要歸功於國際合作，以及多個觀測站收集的數據匯集在一起，這些觀測站有的在地面，有的在太空。而且，由於銀河系的FRB與伽馬射線和X射線爆發同時發生，天體物理學家在尋求更多了解這種奇怪的天體現象的過程中獲得了重要的新線索。

起初，科學家們認為這些明亮的無線電波脈衝是一次性事件，但後來發現其中一些是重複發生的。這意味著FRB，或者至少一些FRB，不是災難性事件的產物。不過，這些爆發的一些有利來源包括中子星、超新星爆炸或與黑洞的未知相互作用。FRB完全來自我們銀河系以外的來源，這是一個嚴重的限制，它們太過遙遠。科學家解釋道：「到目前為止，望遠鏡觀測到的所有FRB都在其他星系，這使得我們很難對它們進行詳細的研究。」因此，FRB 200428的重要性不言而喻，它給科學家們帶來了前所未有的研究機會。

故事開始於4月27日，也就是銀河系FRB的前一天。兩臺太空望遠鏡，尼爾·蓋爾斯·斯威夫特天文臺和費米伽馬射線太空望遠鏡，接收到來自磁星SGR 1935+2154方向的多個X射線和伽馬射線爆發。

第二天，當CHINE的天文學家探測到明亮的射電脈衝時，帶來了好消息。CHINE天文臺位於加拿大卑詩省，由100個拋物面反射鏡組成。

就在同一天，STRE2（瞬變天文射電輻射調查2）的科學家們也發現了同樣的情況。STRE2由位於美國西南部的三個站點組成。

來自STARE2的天體物理學家表示，當他第一次看到這些數據時，他「興奮得幾乎全身癱瘓」。他說，FRB爆發的強度如此之大，以至於一部手機在正確的時間調到正確的頻率就可以檢測到。更具體地說，這一個明亮脈衝中的射電能量相當於太陽每30秒產生的射電能量。

這是第一個來自已知物體的FRB！

然而，出現了一個奇怪的數據差異，因為STARE2接收到的信號比CHIME接收到的信號亮1000倍。這兩組研究人員調查了這種差異，發現是CHIME的校準問題造成的。校正後，CHIME的數據與STARE2的觀測結果相符，凸顯了從多個來源收集天文數據的重要性。兩個研究小組各自得出結論，FRB 200428起源於3萬光年外的磁星SGR 1935+2154。

科學家告訴我們，CHIME記錄到兩個間隔30毫秒的離散脈衝，而STARE2隻看到一個，但這是意料之中的，因為系統的不同。多虧了CHIME，讓我們知道「它從哪裡來」，多虧了STARE2，讓我們知道「它有多亮」。總而言之，這是「第一個來自已知物體的FRB。」

在爆發期間，還有三臺太空望遠鏡也接收到了來自磁星的X射線信號，分別是歐空局的整體空間望遠鏡，中國的慧眼空間望遠鏡，以及美國國家航空航天局（NASA）風能衛星上的俄羅斯Konus儀器。因此，總共有五個不同的天文臺以某種形式捕捉到了這一事件。

同樣是在4月28日，中國的500米口徑球面望遠鏡（FAST）對這片天空進行了掃描，但不是在FRB 200428出現的確切時間段。然而，當天收集的數據顯示，磁星變得相當活躍，在30分鐘的爆發中釋放出29個軟伽馬中繼器 —— 伽馬射線和X射線的大爆發。在這個爆發階段沒有探測到FRB，這為了解與快速無線電爆炸有關的自然和環境提供了誘人的新線索。

科學家們表示，FRB 200428是「第一個探測到無線電波以外的輻射的FRB，第一個在銀河系中被發現的，也是第一個與磁星有關的FRB。」此外，這也是「迄今為止測量到的最亮的銀河系磁星射電爆發」。由於FRB200428是第一次與來自附近星系的射電爆發一樣明亮的銀河系射電爆發，它「也提供了亟需的證據，證明磁星可能是銀河系外FRBs的來源。」

當然，還有一些非常重要的問題仍然存在。例如，尚不清楚磁星是否是FRB的唯一來源，以及其他天體現象是否也能產生具有相同特徵的脈衝。正如科學家們指出的，「確定這些事情在宇宙中發生的頻率非常重要。」

此外，天體物理學家現在必須弄清楚磁星是如何能夠產生這種強大的、短時間的能量爆發的。目前的理論包括磁星耀斑撞擊周圍介質，引起衝擊波，或在超密度中子星表面形成裂縫。關於最後一點，雖然難以置信，但FRB可能確實與中子星震有關。

最後，還有一次性和重複性的問題。在銀河系中觀察到的FRB似乎不是一個重複信號，這「表明有區別，還有別的東西在發生」。FRBs可能有不同種類的來源。有可能，一次性的可能是重複的，只是我們不能檢測到所有的爆發。正如科學家們指出的，磁星在發射FRB後不會消失。然而，與此同時，中子星的合併可以解釋一次性事件，或中子星與黑洞的合併 —— 兩者都可能產生FRB，並導致源的毀滅。但只有一小部分的FRBs在本質上可能是災難性的，因此是一次性事件。

科學家們表示，當涉及到對FRB的理解時，我們仍然受到數據量的限制，觀測選擇效應的問題，以及相關的密集距離。在我們的星系中探測到一個系內FRB，然後將其與一個已知物體聯繫起來，這已經是一個巨大的進步，但仍有很多問題需要解決。然而，在過去的13年裡，我們所了解到的關於FRBs的信息，是令人震驚的，我們應該對未來幾十年將學到的東西保持樂觀。

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