首先我们探测到了它们。然后我们证明它们来自太空。接下来我们定位了其中一个的宇宙诞生地。现在我们又定位了另一个的，使人类比以往任何时候都更接近解决宇宙的又一个谜团。自十年前被发现以来，快速射电暴（FRB）一直困扰着天文学家。这些奇怪的射电波从天空的各个方向出现，它们的起源仍然大多未知。但在这一科学探索中，天文学家探测和研究的每一个新的FRB都是一块拼图，最终，专家说，完整的图景将会被揭示。“类比就像爬山，”康奈尔大学的詹姆斯·科德斯说。“我们已经爬了很远的路。但顶峰仍然遥遥在上。”
在6月27日出版的《科学》杂志上，由澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）的基思·班尼斯特领导的天文学家向那个崇高的顶峰迈出了关键一步。该团队宣布，他们成功地确定了一个距离地球约36亿光年的FRB的家园，这是第二次发现此类现象。继早期的观测之后，在2017年，第一个FRB（称为FRB 121102）的家园被追踪到距离我们稍近的矮星系中的一个恒星形成区域，只有30亿光年远。然而，这一次有两个主要的奇怪差异。与它的前身不同，最新的FRB，称为FRB 180924，是非重复的，这使得定位特别棘手。此外，也许更重要的是，更新的FRB来自一种非常不同的星系，这可能会对FRB的产生方式产生重大影响。
“[FRB 180924的家园]与唯一已知的其他宿主星系非常不同，”班尼斯特说。“它比那个星系大约大1000倍，或者比银河系稍微小一点，这真的很有趣。因为第一个发现的[宿主FRB]星系是非常活跃地形成恒星。所以这个是一个大星系，而且它能形成FRB有点令人惊讶，因为我们认为FRB来自特殊的地方。我们在这里看到的是，非常良性、看起来很正常的星系也能产生FRB。”
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第一个FRB是在2007年被发现的，由当时的物理学本科生大卫·纳克维奇、天文学家邓肯·洛里默和他们的同事使用澳大利亚的帕克斯射电望远镜发现的。在研究2001年的数据时，他们发现了一次持续仅五毫秒的明亮射电波爆发，它似乎起源于天空中小麦哲伦云附近的一个区域，小麦哲伦云是银河系的卫星矮星系。不久之后，其他天文学家团队也开始在帕克斯的数据中发现自己的FRB。2013年揭示的后续一批暗示，FRB是真正的宇宙现象，有些似乎发生在距离地球100亿光年之远的地方。随着探测次数的增加，很明显，无论FRB是什么，它们肯定不是罕见的，而是定期出现在整个天空中的。天文学家从大本营开始的艰苦旅程开始了。
随着FRB的积累，关于其成因的理论也随之而来。“很长一段时间，我们都开玩笑说，关于FRB的模型比探测到的FRB还多，”康奈尔大学的沙米·查特吉说。人为的无线电干扰（例如来自头顶卫星甚至附近微波炉的错误信号）是最早的建议之一——特别是因为当时所有已知的FRB都只是通过帕克斯望远镜发现的。当科学家开始使用其他望远镜（例如，波多黎各的阿雷西博天文台的巨型射电望远镜）发现FRB时，该理论被驳倒了，该望远镜发现了FRB 121102。随着陆地来源被消除，天文学家专注于更超凡脱俗的解释，推测FRB可能是蒸发黑洞的嗝声，甚至是来自外星文明的星际传输。
然而，FRB 121102使问题变得更加复杂，因为在2016年，它被证明可以重复。这种重复带来了一个重要的含义：一些FRB——也许是全部——不可能由一次性的灾难性事件引起，例如恒星碰撞或黑洞消亡。相反，它们需要从非破坏性过程中出现，例如来自磁星（快速旋转且通常是新生的中子星，拥有极其强大的磁场）的罕见爆发。现在，FRB 180924使问题变得更加复杂，因为它的来源似乎是一个相对平静的、充满老恒星的类似银河系的星系，而不是先前定位的FRB的更活跃的星系，在那里更有可能找到磁星。“因此，您不会真正赞成磁星模型，”班尼斯特说。“这个观察结果并没有排除它，但它肯定对该模型是否对这种情况有用提出了质疑。”相反，班尼斯特指出，可能需要某种更奇特的变体中子星爆发或一次性碰撞模型。
精确定位这个FRB的位置并非易事。对于重复的FRB，天文学家确切知道使用望远镜在哪里观察，以便监测并跟进每一次单独的闪光。但是，定位非重复FRB需要研究人员观察大块的夜空以检测到它，然后快速使用其他望远镜进行调查。在这种情况下，班尼斯特和他的团队首先使用澳大利亚平方千米阵探路者（ASKAP）射电望远镜的36个天线来发现FRB，接下来转向智利的甚大望远镜和夏威夷莫纳克亚山上的凯克望远镜进行额外观测，揭示了它的宿主星系。（值得注意的是，FRB 180924很可能会重复，尽管是在目前阻止进一步探测的时间尺度和强度下。无论如何，定位它的挑战是相同的。）
由于详细研究FRB需要如此多的望远镜，人们可能会想知道为什么如此密集的努力是合理的。答案是，这些神秘的爆发可以用作星系间物质的独特探测器。当来自FRB的射电波传播到地球时，它们会穿过存在于整个星际空间中的电离气体，并根据它们沿途遇到的物质多少而变形。“来自爆发的射电波会受到这个影响，”澳大利亚斯威本科技大学的瑞安·香农说，他是这篇新论文的合著者。“我们基本上能够计算出视线上的整个电子密度。这使我们能够测量物质的总密度。”
通过定位越来越多的FRB，天文学家希望不仅了解这种现象本身，而且还了解整个宇宙，将这些难以捉摸的事件构建为前所未有的强大宇宙结构和演化探测器。“两个样本不是很有用，”阿姆斯特丹大学的艾米丽·彼得罗夫说。即便如此，她说，“实际上，最先确定的两个宿主星系彼此之间不可能更不相同，这很有趣。”
现在有多个项目专注于寻找越来越多的FRB，其中最主要的是加拿大氢强度测绘实验（CHIME）射电望远镜。但是许多项目缺乏ASKAP的精度，这意味着在追踪FRB的根本来源和成因方面仍然存在相当大的挑战。“我会说这个结果是对CHIME的补充，”多伦多大学的Cherry Ng说，她是FRB搜索团队CHIME的成员。“CHIME的定位能力有限。它本身[无法]精确定位宿主星系。ASKAP看到的FRB可能会更少，但它们能够提供精确的定位。”
目前，FRB的谜团仍然存在，但科学家表示他们正在越来越接近突破。CHIME和其他项目的天文学家预测，仅在2019年就将发现数百个额外的FRB。这个预测可能相当保守的事实证明了该领域在短短十年内的发展速度有多快。峰顶可能很快就会触手可及。“我们不是在谈论几十年，”查特吉说。“在几年内，我们将获得大量的这些定位。然后，就取决于理论家们提出机制了。”