近日，《科学》（Science）杂志报道了一项重大天文发现：天文学家捕捉到了迄今为止宇宙中最遥远的一次快速射电暴（FRB）。该信号产生于宇宙诞生仅约30亿年的极早期阶段，历经漫长跋涉最终抵达地球。更令科学家震惊的是，这个神秘脉冲的源头并非预想中的庞大恒星系统，而是一个正在活跃孕育恒星的微型矮星系。这一关键突破，为人类解开“宇宙最神秘现象之一”的起源谜题提供了前所未有的线索。
仅闪烁千分之一秒，从百亿年前穿越而来
快速射电暴是来自遥远宇宙深处的短促无线电波脉冲。由于其持续时间极短且爆发不可预测，科学界极难准确追踪其具体源头。自2007年人类首次发现快速射电暴以来，天文学界对其物理本质始终未能给出终极定论。
“快速射电暴之所以有趣，是因为我们不知道是什么产生了它们。我们有关于哪些天体形成它们的理论，但没有确凿的证据，”该项研究的主导者、悉尼大学射电天文学家兼天体物理学家玛尼莎·卡莱布解释道。
本次被命名的信号为 FRB 20240304B，最早于2024年3月被位于南非的“米尔卡特”（MeerKAT）射电望远镜所捕获。尽管它在太空中仅仅闪烁了千分之一秒，却穿越了极其漫长的宇宙深空。为确认其宿主星系，研究人员随后调动多台地面望远镜对准目标天区展开密集搜寻，但最初的观测均一无所获。
关键时刻，科研团队动用了对红外辐射拥有极高灵敏度的“詹姆斯·韦伯”太空望远镜，最终成功锁定了其发射源。
颠覆预期：宿主星系并非巨型星系，而是“初生”微型矮星系
韦伯望远镜带回的观测数据彻底出乎研究人员的意料。
“我们以为这会是一个拥有众多恒星的、结构良好的大型星系，结果却发现它是一个小型矮星系，尽管它里面的恒星正在活跃地形成，”卡莱布表示。
测算显示，这个宿主星系的实际质量比天文学家此前预期的要小约1000倍。更特殊的是，它处于极度年轻的状态，星系内约90%的恒星总质量，都是在过去短短3000万年内才形成的。
星系的这一极端特征，迅速帮研究人员锁定了信号来源的关键线索：磁星被列为本次射电暴最可能的源头候选者。
磁星是一类拥有超强磁场的中子星，具备在极短时间内爆发释放出极其庞大能量的能力。此前，关于快速射电暴的另一种主流假设是“两颗中子星相互碰撞”，但由于双中子星系统通常需要在相互绕行运转数十亿年后才会发生并合，这一漫长时间线与发现 FRB 20240304B 的年轻星系年龄严重不符。相比之下，磁星完全可以在数百万年内形成并释放出巨大的磁能，这使得“磁星起源说”在本次发现中具备了极高的可信度。
化身“宇宙手电筒”，意外照亮隐形星系结构
FRB 20240304B 的科学价值远不止于破解自身的起源。在穿越浩瀚宇宙的过程中，该脉冲信号不可避免地与沿途充斥在宇宙空间中的气体物质发生了相互作用。
物理规律显示，较低频率的无线电波在穿透气体时比高频波减速更为明显，从而更晚抵达；同时，宿主星系中的气体环境也对信号产生了散射效应，将其持续时间拉长了数毫秒。
这种独特的物理形变，使这道微弱的射电暴化身为一束极为罕见的“宇宙手电筒”，为科学家探查星系间原本不可见的暗淡物质提供了绝佳工具。通过分析该信号，研究人员成功发现了一个距离地球约35亿光年的未知星系群；此外，信号还在穿越距离我们约5400万光年的室女座星系团时，留下了清晰的相互作用痕迹。
刺激深空探测，打破近百种理论猜想僵局
加州大学圣克鲁兹分校的天文学家 J·哈维尔·普罗哈斯卡指出，截至目前，全球天文学界仅确认了大约100次快速射电暴的宿主星系，且绝大多数已知案例的宇宙学距离都远小于 FRB 20240304B。
普罗哈斯卡解释称，关于此类信号的产生机制，理论物理学家此前已提出了近100种可能的模型解释，但目前的观测水平通常只能排除其中一部分，尚无法最终证实任何一种。“由于我们目前对产生FRB的机制了解有限，我们只能希望它们在宇宙早期阶段就已经存在。现在我们证明了这一点，这将刺激新的、有针对性的研究，去寻找其他的FRB，并在更远的距离上寻找！”普罗哈斯卡强调。
随着韦伯望远镜与深空射电阵列的持续配合，人类正借助这些瞬时爆发的宇宙信号，一步步掀开早期宇宙深处的神秘面纱。
在朋友圈分享这个故事；关注『跟着大事跑的人』，每天了解全球大事！
热门跟贴