香港新聞網1月16日電 近日，由中國科學院紫金山天文台牽頭的研究團隊，利用“中國天眼”（500米口徑球面射電望遠鏡FAST）取得重要突破——在國際上首 次捕捉到重複快速射電暴的法拉第旋轉量發生劇烈躍變並隨後回落的詳細演化過程。這一獨特發現結果為“快速射電暴起源於雙星系統”的假說提供了關鍵的觀測證據，相關研究成果1月16日在國際學術期刊《科學》在線發表。
藝術想象圖（圖源：“中國科學院紫金山天文台”微信公眾號）
據“中國科學院紫金山天文台”微信公眾號消息，速射電暴是宇宙中神秘的射電爆發現象之一，其持續時間僅為數毫秒，卻能在瞬間釋放相當於太陽一整周輻射總和的巨大能量。自2007年被首 次發現以來，它的起源機制一直是天體物理學領域的重要謎團。科學界普遍推測其與中子星等緻密天體有關，而部分重複爆發的快速射電暴所呈現的爆發周期性特征，暗示其起源天體可能處於雙星系統中，但長期缺乏直接觀測證據支撐這一猜想。
為破解這一謎題，研究團隊利用FAST的超高靈敏度優勢，對重複快速射電暴FRB 20220529開展了2年多的持續監測。法拉第旋轉量作為反映射電信號傳播路徑上磁化等離子體密度與磁場強度的關鍵參數，如同一個精準的“宇宙磁環境探針”，能幫助科學家捕捉天體周圍的環境變化。
在為期一年半的常規監測中，科研人員發現，重複快速射電暴FRB 20220529的法拉第旋轉量始終在一定範圍內小幅波動，直到2023年12月觀測到一個突破性現象：該重複快速射電暴的法拉第旋轉量出現了急劇飆升，是平時變化水平的20倍，隨後又在短短兩周內下降，逐步恢復到了正常波動範圍。這種劇烈、快速且可逆的磁環境變化，在快速射電暴研究史上尚屬首 次被記錄。
科研團隊通過詳細分析指出，這一現象的核心物理機制是：一團來自快速射電暴起源天體附近的緻密磁化等離子體雲，在數周內恰好穿過了地球與暴源之間的觀測視線。這一過程與太陽系內太陽活動引發的日冕物質拋射極為相似——恒星通過劇烈活動拋射出攜帶磁場的等離子體雲，當這些物質穿過觀測視線時，便會引發法拉第旋轉量的顯著變化。
進一步的模型比對與物理分析表明，假設重複快速射電暴FRB 20220529起源於一顆孤立的中子星，現有理論無法解釋如此大幅且快速的磁環境突變；而如果其處於雙星系統中，來自伴星的劇烈活動（如強星冕物質拋射）或雙星軌道的特殊幾何結構，就能自然且合理地解釋為什麼法拉第旋轉量出現了急劇飆升又回落的現象。這一發現為快速射電暴起源於雙星系統提供了強有力的證據。
圖為“中國天眼”全貌。 香港中通社圖片
中國天眼FAST將升級為巨型陣列
作為中國自主設計、建造並運行的世界大單口徑射電望遠鏡，FAST自投入使用以來，已在納赫茲引力波探測、脈衝星搜尋、快速射電暴研究、中性氫觀測等多個前沿領域持續產出突破性成果。
為進一步鞏固在中低頻射電天文領域的核心領先地位，積極應對國際同行的激烈競爭，FAST正穩步推進升級規劃。根據方案，項目將在FAST周邊布局建設數十台中等口徑天線，構建以FAST為核心的巨型綜合孔徑陣列。
這一創新設計將徹底彌補單口徑望遠鏡在空間分辨率上的天然局限，同時提升觀測靈敏度，實現綜合觀測性能的質的飛躍。升級完成後，FAST將成為功能更加強大的“宇宙超級探針”，為科學家深入理解快速射電暴起源，以及破解困擾學界已久哈勃常數危機和迷失重子物質問題等一系列天體物理核心謎題提供觀測支撐，持續鞏固中國在該領域的國際領先優勢，推動中國射電天文學研究向更高水平、更深層次邁進。（完）
閱讀原文：https://www.hkcna.hk/docDetail.jsp?id=101218179&channel=2808