在四月下旬的瞬间，银河系中一颗高度磁化的恒星突然爆发出无线电能量。现在科学家们表示，这种突如其来的奇怪闪烁可能有助于解释天文学最大的谜题之一：是什么驱动了在宇宙中更远处被发现的数百个其他神秘的快速射电暴 (FRB)。
这颗名为 SGR 1935+2154 的恒星是一颗磁星——超新星爆发后留下的致密、旋转的余烬，并包裹在强烈的磁场中。许多天文学家认为，快速射电暴——短暂但强大的宇宙闪光，只持续几毫秒——来自磁星，但一直未能证明这种联系。
“我不会说这完全确定了快速射电暴来自磁星，” 荷兰阿姆斯特丹大学的天文学家艾米丽·彼得罗夫说。“但这绝对是我们发现的最有希望的证据。”
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描述这次爆发的初步论文（这是在银河系中首次探测到的）最近几天已涌入 arXiv 预印本服务器。
到目前为止，已知最近的快速射电暴发生在距离地球约 1.5 亿秒差距（4.9 亿光年）的地方。这颗磁星位于我们的星系中，仅距离 10,000 秒差距，这使得天文学家能够近距离观察到它活跃的景象。“这是一个接近宇宙 FRB 疯狂强度的东西，但它并没有发生在那么远的地方，” 西弗吉尼亚大学摩根敦分校的天文学家莎拉·伯克·斯波拉尔说。“这是一个了解至少一种可能导致 FRB 的来源的绝佳机会。”
蛋糕盘望远镜
这场“表演”始于 4 月 27 日，当时包括 NASA 的尼尔·格雷尔斯雨燕天文台在内的卫星探测到来自 SGR 1935+2154 的 γ 射线流。这颗恒星是银河系中约 30 颗已知磁星之一；这些磁星偶尔会经历活跃期，在此期间它们会发射不同波长的辐射。第二天，加拿大五角顿的加拿大氢强度测绘实验 (CHIME) 射电望远镜探测到一个巨大的无线电闪光，它发生在视场的一侧——来自天空中磁星所在的位置。
CHIME 团队一直希望接收到来自 SGR 1935+2154 的无线电辐射。但他们预计会是微弱的无线电脉冲。相反，“我们得到了一些更令人兴奋的东西”，多伦多大学的天文学家保罗·肖尔茨说，他是这项分析的负责人。
第二个研究团队更幸运地完全捕捉到了强烈的爆发。STARE2 射电望远镜由低技术天线组成——每个天线由一根金属管和两个连接的蛋糕盘组成——分布在加利福尼亚州的两个地点和犹他州的一个地点。自去年以来，STARE2 一直在观测天空，希望能捕捉到类似银河系中快速射电暴的东西。4 月 28 日，它确实做到了，探测到了 CHIME 看到的同一个无线电脉冲。“我太兴奋了，以至于花了一点时间才打开数据并检查它，以确保它是真实的，” 在帕萨迪纳的加州理工学院 (Caltech) 研究 STARE2 的研究生克里斯·博切内克说。“克里斯在 Slack 上给我们发了消息，然后说了一些相当不可重复的话，” 加州理工学院的天文学家、博切内克的共同导师维克拉姆·拉维说。
能量爆发
这种无线电闪光是迄今为止在银河系中从磁星观测到的最亮的闪光，并且可能为导致在宇宙其他地方观测到的快速射电暴的原因提供线索。
由于磁星旋转速度快且具有强大的磁场，它们拥有巨大的能量储备，可以产生爆发。关于这些爆发来源的一种想法是，磁星内部发生的某些事情——例如类似于地震的“星震”——可能会使其表面破裂并释放能量。另一种可能性是磁星周围高度磁化的环境以某种方式产生了爆发。
德国波恩马克斯·普朗克射电天文学研究所的天文学家劳拉·斯皮特勒说，天文学家或许能够通过研究来自 SGR 1935+2154 的无线电爆发和同时发生的其他波长光中的爆发来缩小这些可能性。多颗卫星在与无线电辐射大致相同的时间探测到来自磁星的 X 射线爆发。这是天文学家首次在其他波长中探测到这些信号；看到它们之所以成为可能，仅仅是因为磁星离地球如此之近。
但仍有一些谜团。首先，4 月 28 日的爆发能量比在遥远星系中看到的快速射电暴低约 1000 倍。而且一些遥远的爆发以磁星难以解释的间隔重复出现。彼得罗夫说，也许有些快速射电暴来自磁星，但并非全部。
天文学家仍然希望尽可能多地收集快速射电暴的例子，无论远近。“每一个都像一种背光，照亮我们和源之间所有物质，” 阿姆斯特丹大学的天文学家杰森·海塞尔斯说。科学家们最近开始使用这些信息来绘制宇宙中物质的分布图。
“这个领域有着令人兴奋的未来，” 海塞尔斯说，“即使这或多或少是关于爆发来自何处的答案。”
本文经许可转载，最初于 首次发表 于 2020 年 6 月 9 日。