天文学中最令人困惑的现象之一已经成熟。这种被称为快速射电暴 (FRB) 的原因不明的瞬时高能宇宙辐射爆发，在十年前首次被探测到。当时，许多天文学家认为这些看似随机的爆发只不过是小故障。尽管其成因等关键事实仍然很大程度上是个谜，但 FRB 现在被认为是真实的天体信号类别，并由此催生了一个独立的领域。
本月，科罗拉多州阿斯彭于 2 月 12 日至 17 日举行的首次 FRB 大型会议标志着这一进展。除了庆祝对这些信号进行的大量搜索之外，会议的 80 名代表还努力解决如何最好地设计这些搜索，并确定信号的起源和精确距离。内华达大学拉斯维加斯分校的理论天体物理学家张冰表示，这一轨迹与 20 年前天文学家开始掌握 γ 射线暴的情况相似，γ 射线暴现在已成为天文观测的主要内容。
西弗吉尼亚州摩根敦西弗吉尼亚大学的天文学家莎拉·伯克·斯波拉尔说：“这次会议确实极大地聚焦了这个领域。”关于如何消除检测偏差和协调观测，以及如何通过研究现有 FRB 群体的模式来了解更多信息，仍然存在争议。
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第一个 FRB 是由西弗吉尼亚大学的天文学家邓肯·洛里默于 2007 年共同发现的。他在存档的脉冲星数据中发现了一个 5 毫秒的射频爆发，其亮度之高令人无法忽视。天文学家此后已经看到了 25 个 FRB。所有这些都是短暂的无线电信号，持续时间不超过几千分之一秒。它们似乎来自天空各处以及我们银河系之外的源头。有些持续时间比其他信号更长，而且来自少数信号的光是偏振的。
去年的一项发现引起了进一步的兴奋。天文学家报告说，他们发现了一个重复的 FRB — 这是一个惊喜，因为所有其他信号都是一次性的闪烁。而在今年 1 月，它的起源被确定：一个遥远而昏暗的矮星系，距离约 780 兆秒差距（25 亿光年），位于一个恒星形成区域，该区域还发出稳定的无线电源。
马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的天文学家江户·伯杰说，这个重复器在一定程度上聚焦了 FRB 领域。天文学家现在已经观察到来自它的近 200 个信号；已经发布了 20 个信号的详细信息。它支持了这些信号是星系外的假设，大多数 FRB 研究人员现在都同意这一点，并且它的位置正在重塑关于可能原因的理论。
伯杰说，矮星系拥有的恒星比大多数星系少，因此将 FRB 追踪到一个矮星系 令人惊讶。他认为这种不寻常的环境不仅仅是巧合，而且 FRB 可能来自超强磁星——在异常大规模的爆炸（如极高能量的超新星）后形成的密集磁性恒星。研究表明，此类事件在昏暗的矮星系中似乎更常见，他说。其他人认为，爆发可能来自活动星系核，即某些星系中心的区域，据信这些区域是超大质量黑洞的所在地。张冰说，来自这些区域的等离子流可能会梳理附近的脉冲星以产生 FRB，这也可以解释最近对与 FRB 同时出现的微弱 γ 射线暴 的初步观察结果。
在会议上，一些天文学家建议反转搜索策略，在类似奇怪的星系中寻找 FRB，并尝试在单个爆发发生时确定其起源。关于所有 FRB 是否可能来自与重复器相同的来源，以及天文学家是否在长时间寻找后可能会检测到来自所有 FRB 的重复信号，也引发了激烈的辩论。伯克·斯波拉尔说：“答案绝对是可能。” 但可能存在不同类型的来源，这就引发了一个问题，即一个重复器在多大程度上可以了解一般的 FRB，她补充道。
减少偏差
一个主要问题是如何避免偏差。它们是由寻找脉冲星（小型、致密、旋转的恒星）的研究人员发现的事实，可能会使关于 FRB 的理论产生偏差：天文学家可能会被吸引到涉及与脉冲星相似的物体的模型。检测偏差也是一个问题，部分原因是许多 FRB 搜索都是在那些针对在银河系内定期重复的源进行优化的搜索中搭便车进行的，而不是针对零星的星系外事件。天文学家观察得越多，他们就会在意外的位置和具有不寻常特征的地方发现更多的 FRB。
伯克·斯波拉尔说，为了确保天文学家看到的是具有代表性的样本，他们需要跨更广泛的频率范围寻找信号。她补充说，他们还应更加关注 FRB 光的偏振，这可以提供有关光源环境的线索。
大约有 30 个望远镜正在寻找 FRB，并且专门的搜索正在增加。会议上，人们对加拿大氢强度测绘实验 (CHIME) 感到兴奋，这是一个位于加拿大的射电望远镜，应该会在今年晚些时候开始寻找 FRB，并且每天可能会看到多达十几个 FRB。
但伯杰说，观测需要更好地协调。代表们计划自动实时发布 FRB 结果，以便其他望远镜进行后续观测，这对于其他类型的短暂天文信号已经完成。
尽管 FRB 仍然是个谜，但自洛里默识别出第一次爆发以来，该领域取得了长足的进步。例如，该界现在一致认为爆发是星系外的，这是一个巨大的进步。洛里默告诉会议说，洛里默的妻子、西弗吉尼亚大学天体物理学家莫拉·麦克劳克林最初甚至怀疑它们是否是外星的。“即使在我们自己家里，人们对此的看法也存在很大分歧。我们已经取得了长足的进步。”
本文经许可转载，并于 2017 年 2 月 28 日首次发表。