“中国天眼”有了新发现

五百米口径球面射电望远镜有了新发现

五百米口径球面射电望远镜全景。新华社记者欧摄

技术人员维护五百米口径球面射电望远镜的馈源舱。新华社记者欧摄

最近几天，由中国科学院国家天文台研究员李伟领导的国际团队，通过500米球面射电望远镜多科学同时巡天优先项目，发现了唯一持续活跃的重复快速射电爆发FRB 20190520B。

快速射电爆发是宇宙中最亮的射电爆发现象，它在一毫秒内释放出太阳大约只能辐射一整年的能量李勇说:这一发现揭示了活跃重复爆发周围的复杂环境具有类似于超亮超新星爆发的特征，挑战了快速射电爆发色散分析的传统观点，为构建快速射电爆发的演化模型和理解这一剧烈的宇宙神秘现象奠定了基础

这一成果于北京时间2022年6月9日发表在国际学术期刊《自然》上。

五百米口径球面射电望远镜几年前就开始了对快速射电爆发的搜索。

快速射电爆发的研究历史并不长2007年首次证实了它的存在，2016年首次探测到快速射电暴的重复爆发，打破了人们对快速射电暴的传统认知目前，该领域已成为天文学最新的研究热点之一全世界已经报告了近500例快速射电爆发，只有不到10例有活跃爆发以前没有发现过持续和活跃的重复快速射电爆发

作为世界上最大的单孔径射电望远镜，五百米口径球面射电望远镜在几年前开始搜索快速射电爆发2020年，多科学目标同步巡天优先重大项目公布了在调试数据基础上发现的4个新的非重复快速射电暴这些快速射电暴是五百米口径球面射电望远镜发现的首批快速射电暴，填补了高色散低通量快速射电暴的样本空白

牛陈晖说:当它第一次被探测到时，这个快速的射电爆发显示出活动的迹象在同一光束扫描的10秒内，我们看到了三次爆发，20秒后，当另一束光束扫向相邻位置时，又检测到了一次爆发

根据五百米口径球面射电望远镜漂移扫描发现的前四次爆炸的时间和望远镜指向，研究人员将爆炸区域缩小到5分钟的范围内，这也为后续利用干涉测量阵列进行跟踪提供了相对准确可靠的位置信息。

根据消息显示，李勇负责的是多科学目标同时巡天优先重大项目，寻找快速射电爆发是该项目中的一个重要方向国家天文台研究员朱伟伟负责五百米口径球面射电望远镜的另一个重大优先项目快速射电暴巡天，为FRB 20190520B的后续观测提供重要支撑

连续射电源的发现为揭示这一快速射电爆发的起源提供了重要线索。

为了获得这个快速射电爆发更准确的位置，并找出它的宿主星系，研究团队申请了美国甚大阵列的观测，并于2020年7月20日开始对FRB 20190520B进行搜索和观测。

牛辉说，由于‘五百米口径球面射电望远镜’提供的位置比较准确，而且‘FRB 2019 05 20 b’非常活跃，所以我们在美国甚大阵列的首次观测中，从‘FRB 2019 05 20 b’探测到了这次爆发，并将源的位置限制在了亚角秒。

更令人兴奋的是，他们在快速射电爆发协会的位置上发现了致密连续射电爆发的存在这是继第一次重复突发FRB2012102A之后，第二次检测到伴伴随着紧凑连续无线电突发的快速无线电突发

可是，这种连续射电源的对应体是什么还不得而知可能是活动星系核，也可能是超新星爆炸残留物的辐射牛陈晖说，无论如何，连续射电源的发现为揭示这种快速射电爆发的起源提供了重要线索

利用角秒定位，研究团队通过搜索存档的光学望远镜数据，找到了这次快速射电爆发的宿主星系，并立即组织了对宿主星系的光学跟踪观测通过帕洛玛200英寸望远镜和凯克望远镜，他们得到了两组光谱发现两组光谱数据显示出一致的结果:FRB 20190520B的宿主星系是一个红移0.241的矮星系，距离地球33亿光年

到目前为止，在五百米口径球面射电望远镜的多科学目标同时巡天优先项目中，至少发现了6个新的快速射电爆发。

五百米口径球面射电望远镜发现的首个持续活跃重复快速射电爆发，与美国阿雷西博望远镜2016年发现的首个重复爆发FRB 20121102A非常相似FRB2012102A是人类发现的第一个重复的快速射电爆发，也是第一个定位的快速射电爆发，也是此前唯一确认的具有致密射电源对应体的快速射电爆发

李勇说:两者都异常活跃，电磁环境复杂，‘FRB 2019 05 20 b’在各方面都更加极端比如‘FRB 2012 10 2a’有活跃的爆发期，但‘FRB 2019 05 20 b’从未停止过爆发目前，‘五百米口径球面射电望远镜’已经探测到了几百次后者的爆发

这项研究的初步成果发表后，引起了国际天文学界的广泛关注这一重要发现催生了几篇创新的模型文章，如散射时标模型，超新星爆发解释等

根据五百米口径球面射电望远镜的近期观测数据，FRB 20121102A和FRB 20190520B很可能处于快速射电爆发的初始阶段。

李伟说:五百米口径球面射电望远镜的连续观测，特别是‘快速射电暴巡天’优先重大项目的实施，有望建立快速射电暴演化的新图景。

快速射电爆发领域的创始人邓肯·洛里默对此评论道:基于‘FRB 2019 05 20 b’的这些特征和连续射电源的存在，我认为快速射电爆发可能有不同的分类伴随着快速射电爆发样本的不断增长，预计在未来几年内，我们将能够打破快速射电爆发的神秘

根据消息显示，在五百米口径球面射电望远镜的多科学目标同时巡天优先项目中，至少发现了6个新的快速射电爆发，正在为揭示宇宙中这一神秘现象的机制，推动天文学这一新领域的研究做出独特贡献。

阅读延伸

五百米口径球面射电望远镜正式验收两年多来，运行效率和质量不断提升年观测时间超过5300小时，取得了一批重要科研成果

除了在发现快速射电爆发方面的成就，中国科学家还利用500米口径球面射电望远镜为解决恒星形成三大经典问题之一的磁通量问题提供了重要的观测证据。

脉冲星可以发出高度周期性的脉冲，周期从几毫秒到几十秒不等短周期脉冲星被称为毫秒脉冲星，其长期稳定性堪比地球上最好的原子钟因此，脉冲星的发现是国际大型射电望远镜观测的主要科学目标之一截至目前，五百米口径球面射电望远镜已发现约500颗脉冲星，是世界上运行以来效率最高的设备

伴随着性能的提高，五百米口径球面射电望远镜的科学潜力将进一步显现未来，五百米口径球面射电望远镜将搜寻更多的脉冲星，希望在银河系之外看到更多的脉冲星，同时继续巡视宇宙中的中性氢，帮助科学家研究各种尺度的宇宙，从而探索宇宙的起源和演化等重要科学问题