没有人注意到澳大利亚射电望远镜在 2001 年捕捉到来自银河系以外的短暂爆炸。强大耀斑的记录被尘封了五年多，直到一群科学家在筛选档案数据时发现了这次爆发——即所谓的快速射电暴 (FRB)。据其中一位科学家，西弗吉尼亚大学的天体物理学家邓肯·洛里默称，这次爆发在千分之几秒内产生的能量与太阳在一个月内产生的能量一样多。
今天，研究人员知道，这种爆炸每天至少在天空各处发生 800 次，它们是天体物理学中最活跃的主题之一。尽管关于 FRB 的许多信息仍然未知，但近年来，一幅更清晰的图景已经开始出现。“我认为我们更接近于理解某些 FRB 是什么，”阿姆斯特丹大学的天体物理学家齐吉·普勒尼斯说。“但随着我们不断进行探索，新的发现又带来了新的问题。”
现在，对 FRB 的研究正处于一个转折点。大量的探测和更深入的研究提升了某些关于其内部运作的模型，同时排除了其他模型，几个新项目应该有助于进一步缩小可能性范围。与此同时，科学家们已经了解到，FRB 的强光携带着它在到达地球的途中穿过的星系际深空的物质记录，提供了关于星系和星系之间物质的信息，这是任何其他机制都无法提供的。
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磁矩
2020 年 4 月，三个独立的研究团队探测到来自银河系中磁星的巨大射电能量爆发。磁星是一种极端的 нейтронная звезда （中子星），是一颗 массивный звезда （大质量恒星）在超新星中死亡后留下的城市大小的残骸。磁星的磁场非常强大，以至于接近它 1000 公里以内就会破坏您身体的原子核和电子，导致您有效地溶解。
磁星早就被认为是 FRB 的主要来源候选者。但是，在我们的银河系中已知的几十颗磁星中，从未观察到过会产生可能类似于这种现象的爆发。来自银河磁星 SGR 1935+2154 的短暂而强大的射电暴的发现，正是研究人员一直缺失的。如果同样的爆发来自另一个星系，它的特征将与典型的 FRB 无法区分。“这对该领域来说是一个巨大的时刻，”麻省理工学院的天文学家肯齐·尼莫说。“它消除了至少某些 FRB 来自磁星的所有疑虑。”
磁星究竟是如何产生 FRB 的仍然是争论的主题。大多数理论都涉及某种震耳欲聋的星震或磁星扭曲的磁力线断裂并重新连接时引起的爆炸。诸如此类的事件可以直接产生 FRB 的闪光，或者它们可能会产生冲击波，加热周围的物质，焚烧尘埃并将气体变成等离子体，从而在向外传播时产生光。
几架望远镜看到 X 射线闪光在 SGR 1935+2154 的无线电信号之后到达，这表明无论是什么释放了无线电能量，也产生了更复杂的副作用。许多细节仍然不清楚。“这发生在恒星表面，还是在磁层中，还是在磁星周围的物质中？” 安大略省周界理论物理研究所的艾米丽·彼得罗夫问道。“我们仍然没有真正对此达成一致。”
宇宙奇观
由于 FRB 的亮度、持续时间和其他属性可能各不相同，因此任何单一的观测都不太可能解释所有 FRB。2021 年夏天，加拿大氢强度测绘实验 (CHIME)，一个位于不列颠哥伦比亚省的专用 FRB 搜寻望远镜，发布了一个包含 536 个 FRB 的目录，这是它在运行的第一年中探测到的，使已知数量增加了四倍。已知爆发分为两种不同的类型——重复闪烁信号的爆发和一次性事件的爆发。CHIME 的数据显示，非重复爆发比重复爆发更常见，并且每种爆发都有不同的特征。
平均而言，重复爆发的持续时间比一次性爆发的持续时间更长，并且它们的光在更窄的频率范围内发射。这种差异是代表这些闪光的不同机制，还是关于其前身年龄或环境的其他因素，还有待观察。这种情况类似于早期围绕另一类宇宙爆炸的谜团：伽马射线暴，在 20 世纪 90 年代，伽马射线暴被证明是由三种不同的事件引起的。科学家们希望发现 FRB 是否也分为具有自身起源故事的不同种群。
CHIME 的目录包括来自各种星系的大量 FRB，这模糊了与磁星的联系，磁星几乎完全出现在正在大量产生 массивный （大质量）、短寿命恒星的星系中。然而，CHIME 的 FRB 收获包括许多来自较安静星系的来源，这些星系几乎没有形成任何新的恒星。“磁星可以解释一部分 FRB。没有人会对此提出异议，”康奈尔大学的天文学家沙米·查特吉说。“但这就是全部吗？几乎肯定不是。”
2022 年 2 月发表在《自然》杂志上的一篇论文为这一论断增加了支持。一个团队使用一组名为欧洲甚长基线干涉测量 (VLBI) 网络射电望远镜，极其精确地确定了指定为 FRB 20200120E 的重复爆发的位置。该物体最初被定位于附近的 спиральная галактика （螺旋星系） M81，但 VLBI 进一步放大并显示它位于一个古老的密集恒星群，即所谓的 шаровое скопление （球状星团）内。这种星团主要容纳大约 100 亿年历史的恒星——然而，人们认为磁星在衰变为更 спокойный （平静的） нейтронная звезда （中子星）之前，只能持续大约 10,000 年左右。“这是一个游戏规则改变者，”哈佛大学的理论天体物理学家穆罕默德塔赫尔·萨法扎德说。“无论是什么原因导致 FRB 信号，它可能都与 шаровое скопление （球状星团）的年龄相同，并且肯定不是磁星。”
内华达大学拉斯维加斯分校的理论天体物理学家张冰说，磁星有时可能由两颗 нейтронная звезда （中子星）相互碰撞产生——这是一种从未得到证实的产生机制——这可能可以解释 шаровое скопление （球状星团）中的一颗磁星。但没有人确切知道这种事件发生的频率或由此产生的磁星将保持活跃多久。
使磁星图像进一步复杂化的是另一个奇特之处：FRB 20180916B，也称为 R3，因为它是有史以来发现的第三个重复 FRB。最初被精确地定位到一个朝向 спиральная галактика （螺旋星系）的恒星形成中心的区域，距离地球约 5 亿光年，后来显示 R3 位于该星系的郊区，这表明它要么是一个较老的物体，要么是一个以某种方式从其诞生地踢开的物体。更奇怪的是，这种爆发仅在每 16.35 天发生的四到五天活动窗口期间产生爆炸，使其成为所谓的周期性重复爆发。
研究人员一直在对其奇特的规律性感到困惑。像陀螺一样绕轴旋转的磁星，有时将其爆炸指向地球，有时背对着地球，是一种可能的解释。另一种解释是，爆发物体围绕第二个结构（例如被物质盘包围的 чёрная дыра （黑洞））轨道运行，周期性地遮挡爆炸事件。科学家们甚至认为它来自一对轨道 нейтронная звезда （中子星），它们的磁层周期性地相互作用，形成一个可以发生爆发的空腔。“现在让这个领域如此有趣的是，有如此多令人兴奋的可能性，”查特吉说。
接近答案
FRB 天文学家仍在追寻重大问题。非重复爆发真的是一次性事件吗？如果我们观察足够长的时间，它们会再次爆发吗？我们银河系中的磁星似乎相当安静。但它在年轻时是否明显更活跃？其他深奥的情况，例如小行星撞击 чёрная дыра （黑洞），是否会以某种方式产生类似 FRB 的信号？科学家们一直在发表新的观测结果和理论。
CHIME 合作组织正在建造一组较小的望远镜，这将有助于三角测量许多 FRB 的确切位置。借助这些仪器，研究人员预计将了解数百甚至多达 1,000 个事件的精确位置。除了阐明 FRB 之外，这些数据还将使科学家能够对宇宙进行重要的测量。
天文学家首先知道 FRB 来自银河系以外，是因为它们的光是 рассеяние （弥散）的，这意味着较高的频率比较低的频率提前几毫秒到达。这种模式提供了关于无线电波在穿越太空的过程中穿过的物质的信息。天文学家认为宇宙中 обычный вопрос （普通物质）比我们在恒星和 галактика （星系）中看到的要多得多，他们怀疑缺失的物质位于 галактическое пространство （星系际介质）中。2020 年，一个团队研究了少数 FRB，以估计它们的光穿过了多少物质，结果表明，这几乎完全等同于那里预期的物质数量。
最终目标是利用 FRB 绘制整个宇宙的物质分布图。来自某些 FRB 的光是 高кая степень поляризации （高度极化的）——它的波在飞行过程中被磁场旋转——这可能揭示了关于其他 галактика （星系）或它们之间空间的磁场条件的信息。与此同时，FRB 起源的谜团仍然存在。“我完全预计，在未来十年内，我们将获得一到两个以上的惊喜，就像我们甚至不知道应该寻找的银河磁星一样，这将极大地推动我们对它的理解，”彼得罗夫说。
如果一些非重复 FRB 来自 катаклизм （灾难性）事件，例如 нейтронная звезда （中子星）碰撞在一起，正如许多天文学家所怀疑的那样，它们也会产生 гравитационные волны （引力波）。如果射电望远镜在激光干涉引力波天文台 (LIGO) 或其在全球的对应机构看到爆炸的同时也看到了 гравитационные волны （引力波），这将使一些人倾向于这种可能性。如果这种碰撞产生了一颗磁星，那么最初的 катаклизм （灾难性）一次性 FRB 能否产生一个独特的、重复的 FRB 源？时间会证明一切。
鉴于最近的历史，洛里默说，未来几年可能会出现更多 FRB 的兴奋点：“就在你认为事情即将平息时，你就会迎来一年，其中充满了所有这些非凡的发现。”