实锤了：中国慧眼证实，快速射电暴起源于磁星
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The following article is from 科学大院 Author 李承奎
你从哪里来? 人们在面对宇宙神秘信号时常常有这样的疑问。比如拥有超高能量的“快速射电暴”，到底是谁发出的？
近日，《自然·天文学》发表了我国的慧眼天文卫星在快速射电暴和磁星爆发观测研究方面的重大突破：发现神秘的快速射电暴起源于磁星的剧烈爆发。
慧眼“看到了”什么
慧眼卫星于2020年4月28日观测到银河系内的磁星（编号SGR J1935+2154）的一次X射线暴发，其与地球上射电望远镜CHIME（位于加拿大）和STARE2（位于美国）观测到的快速射电暴（编号FRB200428）在时间和方位上均高度吻合，从而确认此次快速射电暴产生于这颗磁星的爆发过程。这些天文望远镜的联合观测结果破解了困扰天文学家十几年的快速射电暴起源之谜。
图片来源：中科院高能物理研究所
编号为FRB200428的快速射电暴是人类探测到的第一个起源于银河系的快速射电暴，也是第一个观测到对应X射线暴的快速射电暴。慧眼卫星精确定位了这个X射线暴的起源天体，即银河系内的一颗磁星（编号SGR J1935+2154），并且详细测量了X射线暴的光变和能谱等性质，对于确定快速射电暴的起源和研究磁星的爆发机制均发挥了至关重要的作用。
十几年的难题
快速射电暴（Fast Radio Burst，FRB）来自遥远的宇宙深处，是一种在射电波段观测到的暴发现象，通常只持续几毫秒。
首例快速射电暴事件是2007年由Duncan Lorimer等人在分析存档的脉冲星巡天数据时发现的。这个快速射电暴被探测到的日期为2001年7月24日，因此被命名为FRB010724。刚发现快速射电暴的时候，因为其持续时间非常短而且在全天随机出现，难以观测和研究，所以天文学家专门建设了具有很大视场面积的射电望远镜，来捕获这种短时的爆发现象，代表之一就是加拿大的CHIME望远镜。
近些年来，由于仪器设备升级和搜索算法的更新换代，天文学家捕获到了越来越多的快速射电暴信号，还发现了多个重复的快速射电暴，并锁定了它们来源的星系，称为宿主星系。
虽然观测到的快速射电暴越来越多，但是天文学家对快速射电暴的了解仍然处在盲人摸象的阶段，对其形成原理更是知之甚少。
由于在地面观测射电信号有很多困扰因素，比如无处不在的无线广播信号、手机通讯信号等干扰源。其实在快速射电暴的观测历史上，就曾经将微波炉磁控管信号的泄露，错误地认为是来自天体的快速射电暴，成为天文界的趣事。
射电望远镜Parkes捕获的微波炉开门产生的信号（Petroff et al. 2015）
从2007年发现第一个快速射电暴起，寻找快速射电暴的起源天体这一难题困扰了天文学家十几年。理论物理学家为快速射电暴提出了很多种起源假说，例如超新星爆发、双中子星并合、黑洞吸积、磁星星震，亦或小行星撞击中子星等等。但是这些假说都没有得到观测的佐证。
慧眼揭开FRB起源之谜
对于如何揭开快速射电暴的真相，天文学家有两点共识：首先是确定快速射电暴的定位，也就是找到快速射电暴发生的起源天体，其次是观测快速射电暴在其他波段的辐射，比如X射线波段。
人类在地面上接收来自宇宙的电磁波时，透过大气层也只能接收到可见光（与少量近红外光）与射电信号。要想接收天体源发射的其他波段的电磁波，就必须在大气层之外，通过天文卫星进行观测。
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发表于 2021-2-21 18:02
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