直到 10 年前，射电天文学家还认为他们已经组装了一张基本上完整的星空图。在这个视图中，用调谐到无线电波而不是可见光波的望远镜观察，太阳系中最亮的射电源——太阳和木星——在银河系的辉煌面前会显得黯然失色。我们的星系因超新星残骸的炙热无线电辐射、被气体包裹的恒星育婴室以及脉冲星的节拍闪烁而闪耀，将主导头顶的视野。除此之外，整个天空将被来自遥远星系中心无线电喷射超大质量黑洞的稳定、星状光点所点缀。
然而，事实证明，这些天文学家错过了一些重要的东西。天空中还闪耀着一些完全出乎意料的东西：快速射电暴，或 FRB——无线电波闪光，其“亮度”高达 5 亿个太阳，从看似随机的位置爆发，并在几毫秒内消失。由于大多数射电望远镜只能在短时间内扫描小片天空，因此这种现象几十年来一直未被注意到。
即使现在，FRB 的研究已成为射电天文学中最活跃的子领域，但这种现象仍然无法解释，观测者报告说总共探测到的 FRB 不到 20 个。但是，将这些微薄的结果推断到整个天球，表明无线电天空中每天应该闪烁着数百个 FRB。天文学家经常开玩笑说，关于这种现象的物理来源的理论比实际观测到的 FRB 还要多。这些理论包括从爆炸的太阳到碰撞的中子星再到蒸发的黑洞——甚至可能是喋喋不休的外星人。
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调谐到星系间空间
然而，所有观测到的 FRB 的共同点是，它们的频率出现了一种奇怪的涂抹，这与深空中电子云会如何改变穿越宇宙的无线电波的传播的预期相符。涂抹越大，FRB 的波所穿过的等离子体（电离气体）就越多。迄今为止，所有检测到的 FRB 都显示出比我们星系中所有星际等离子体都容易产生的涂抹更大。这暗示着它们的光线已经跨越数十亿光年到达我们这里，并且它们是宇宙中最明亮的现象之一。如果是这样，天文学家就可以利用 FRB 来研究高能天体物理学的新领域，并绘制稀薄的、磁化的等离子体弥漫星系间空间的未知领域。但是，更密集、更近的等离子体区域（例如，耀斑恒星外层或超新星周围的碎片壳中的等离子体）也可能涂抹 FRB 的光线。这导致一些研究人员怀疑它们实际上是由我们银河系或其他附近星系中更为平凡的天体物理过程产生的，因此作为探测宇宙大尺度结构的新工具，其前景要小得多。
在这巨大的宇宙谜团中，很多东西都悬而未决。解决它需要查明 FRB 的来源，以确定它是来自遥远的星系、附近的恒星还是两者之间。一个关键线索出现在 2016 年，当时波多黎各的阿雷西博射电望远镜的天文学家报告说，一个重复的 FRB，被称为 FRB 121102，在御夫座中零星地发出砰砰声。这给了研究人员一个可以仔细检查的目标，并表明至少有一些 FRB 是由不会导致源头灾难性破坏的过程引起的。
但是，重复的 FRB 的来源是附近还是非常遥远仍然难以捉摸；初步调查只能将来源限制在从地球上看到的相对较大的天空区域，其直径是满月的十分之一，并且挤满了恒星和背景星系。但是现在，在德克萨斯州格雷普韦恩举行的美国天文学会会议上，一个由国际天文学家组成的团队宣布，他们已经查明了来源，调动了全球射电望远镜网络，将 FRB 追踪到一个遥远的神秘矮星系。他们的发现于 1 月 4 日发表在《自然》杂志上，并在两篇额外的论文中发表在《天体物理学杂志快报》上。总的来说，这些研究几乎证实了十年来关于大多数（可能所有）FRB 都是在巨大的宇宙距离上看到的极其明亮和高能事件的猜测。
突破性发现
由康奈尔大学高级研究助理 Shami Chatterjee 领导的团队使用阿雷西博望远镜和新墨西哥州的甚大阵列来监测 FRB 121102 的多次爆发。接下来，他们与荷兰联合甚长基线干涉测量研究所的 Benito Marcote 领导的另一个团队合作，使用欧洲甚长基线干涉测量射电望远镜网络将源头精确定位到天空中的一个区域，其直径仅为满月的亿分之一。在此过程中，他们还在强大的 FRB 事件的 100 光年范围内检测到微弱的持久无线电发射。最后，这两个小组与由蒙特利尔麦吉尔大学的 Shriharsh Tendulkar 领导的第三个小组合作，使用夏威夷的光学双子座北望远镜放大天空中的来源位置，发现了一小片光斑，看起来是一个超过 30 亿光年之外的矮星系。
康奈尔大学的射电天文学家、其中两项研究的合著者詹姆斯·科德斯说：“这是每个人都想要的突破。” 他说，“它打破了猜测的僵局”，并补充说，FRB 121102“充当了所有 FRB 的原型，直到我们不得不考虑其他情况。”
根据 Chatterjee、Cordes 及其合著者的说法，如果这个特定的银河系外 FRB 确实代表了所有其他 FRB，那么它就排除了所有假设 FRB 是我们银河系内部或周围过程产物的理论。它还将消除所有依赖于各种类型恒星的一次性灾难性爆炸或合并的模型，并表明如果监测时间足够长，所有 FRB 都会重复出现。该结果为未来的 FRB 研究制定了雄心勃勃且必要议程，因为 FRB 121102 的宇宙家园的发现提出了和它解答的同样多的问题。为了了解 FRB 的真实性质，这个看似单一的重复器将需要更加仔细的检查，并且需要重新检查所有先前观察到的 FRB 的重复迹象。最重要的是，需要建造新的高分辨率、宽视场射电望远镜网络，以执行全天空 FRB 调查，以便在宇宙中发生时快速检测和定位难以捉摸的喷发。如果发现更多重复并且定位到遥远的矮星系，那么可能会出现一个改变范式的新宇宙学发现时代；如果不是，FRB 121102 的奇怪行为可能会成为天文史上另一个宇宙悬案。
一是最孤独的数字
目前，宾夕法尼亚州立大学的天文学家德里克·福克斯（未参与该团队的研究）对 FRB 121102 的重复能否与他的团队去年年底报道的另一个 FRB 的重复相协调表示怀疑。这个被称为 FRB 131104 的事件似乎发射了一个长达数分钟的伽马射线爆炸，其能量是其毫秒级无线电脉冲的十亿倍。“在我们小组中，我们倾向于认为 FRB 131104 的伽马射线发射的能量要求更高，这表明它不可能是重复源，”福克斯说，因为其始祖将被该过程摧毁。“因此，至少需要两个[FRB]种群，其中发光的伽马射线发射仅来自一部分非重复的 FRB。”
Chatterjee 承认可能存在多种类型的 FRB——有些重复，有些不重复。“到目前为止，我们是从一个样本进行推理，”他说。“但当然，更经济的解释是，到目前为止，我们对其他 FRB 只是运气不好，它们都有能力重复。如果不是这样，我们手上就有两个（或更多）有趣的谜团，而不是一个！”
对于 FRB 121102 的神秘重复，只剩下少数几种合理的解释，但没有一种没有问题。科德斯说，这个 FRB 的一些断断续续的重复可能是虚幻的，是由漩涡状的等离子体云放大或掩盖了来自某个未知来源的可能连续的（但仍然非常神秘的）无线电发射造成的。
假设重复是 FRB 源的固有特性，那么来自年轻的、高度磁化的中子星（称为“磁星”）的爆发可以解释这种行为——从星系核心吞噬气体和尘埃的超大质量黑洞喷射出的喷流也可以。一些混合理论甚至提出，FRB 可能是由这两个奇异的天体物理物体之间的相互作用产生的，并且一个正在吞噬的黑洞或一个新生的中子星周围的即时环境也可能产生持续的背景无线电发射，这似乎是 FRB 121102 的间歇性爆发的基础。
矮星系，大问题
问题是，中子星和超大质量黑洞通常都位于大型星系中，而不是像这个新发现的矮星系这样的小型星系中，据估计，该矮星系比我们自己的银河系小 10 倍，轻 1000 倍。此外，预计超大质量黑洞会潜伏在星系的中心附近，但 FRB 121102 的爆发似乎起源于矮星系的边缘。相反，矮星系往往比大型星系拥有更多的原始原始气体，这促进了非常大质量的恒星的形成。当这些恒星死亡时，它们会产生持续时间长的伽马射线暴和超亮的超新星——可以在整个宇宙中清晰看到的灾难性爆炸。FRB 121102 在矮星系中的位置可能表明其重复爆发在某种程度上与这些其他高能和更具破坏性的事件有关。或者，相反，它可能暗示天文学家仍然在他们的分析中遗漏了一些基本的东西。
这些累积的不一致性使一些专家质疑 FRB 121102 的“矮星系”是否真的是一个星系，或者可能是科学界更陌生、更不熟悉的东西。加州理工学院的天文学家维克拉姆·拉维（未参与该团队的工作）说，像 Chatterjee 及其同事检测到的那样稳定的紧凑射电源“在如此小的星系中是闻所未闻的”。“重点是，”拉维说。“[FRB 121102]的持久对应物已经被确定，它与我们以前了解的任何来源都不同。”
在为《自然》杂志论文撰写的评论中，荷兰拉德堡大学的天文学家海诺·法尔克推测，该天体可能不是矮星系，而是“一个被瓦解的星系的核”、“一个孤立的黑洞”或“一颗伪装成黑洞的爆炸恒星”。在这些不确定性中，法尔克写道，目前，“查特吉及其同事，以及整个天体物理学界，都只能挠头思考了。”