2026年1月16日,“中国天眼(FAST)”曝出重大观测成果——由中国科学院紫金山天文台牵头的国际研究团队,通过“中国天眼”观测在国际上首次捕捉到重复快速射电暴(FRB)的法拉第旋转量(RM)剧烈跃变又回落的全过程。这一发现为“快速射电暴起源于双星系统”提供了关键证据,相关成果同步发表在国际顶刊《科学》(Science),消息也通过央广网、央视新闻等权威平台向全球发布。

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什么是“宇宙神秘烟花”快速射电暴?

如果把宇宙比作一个热闹的“派对现场”,快速射电暴(FRB)就是最神秘的“烟花秀”——它只亮几毫秒(比眨眼还快100倍),释放的能量却相当于太阳一周辐射的总和,堪称“宇宙能量爆发天花板”。

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自2007年人类首次发现它以来,这束“宇宙射电脉冲闪”就成了天文学家的“心头难题”:它到底从哪来?2000多组观测数据里,科学家只确定两件事:一是它大概率和中子星这类“高密度天体”有关;二是部分重复爆发的FRB有“周期性”,就像闹钟一样按时闪现,这暗示它的“老家”可能在一个有规律运动的系统里,比如双星系统——但没人能拿出直接证据,就像知道有人在放烟花,却找不到烟花筒的位置。

天眼的“神操作”:用两年多时间蹲守到关键证据

要解开这个谜,得有“超灵敏的眼睛”——中国天眼FAST就是最佳观测器。它的500米口径相当于30个足球场,灵敏度是美国阿雷西博望远镜的2.25倍,能捕捉到宇宙中极微弱的电磁信号。

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为了揭开快速射电暴的起源之谜,研究团队盯上了一个叫“FRB 20220529”的重复快速射电暴,一蹲就是2.2年。他们靠一个“神器”——法拉第旋转量(RM)来追踪。我们可以把它理解成“宇宙磁环境探针”:射电信号在宇宙中传播时,会被沿途的磁化等离子体“掰弯”,RM值就是记录“掰弯程度”的指标,能直接反映信号路径上的磁场强度和等离子体密度。

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在最初1年半时间里,FRB 20220529的RM值一直“很乖”,只在-300到+300弧度/平方米之间小幅波动,没有什么特殊之处。但2023年12月“剧情突变”:其RM值突然飙升到1977弧度/平方米,是之前的20倍,随后又在两周内慢慢降回正常水平——这种“急升急降”的磁环境变化,在FRB研究史上还是第一次被完整记录。

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谜底揭开!双星或多星系统才是“烟花筒”的藏身地

为什么RM值会有这么夸张的变化?研究团队还原了“宇宙名场面”:一团来自FRB起源天体附近的“致密磁化等离子体云”,恰好在几周内穿过了地球和FRB之间的“视线”。这就像有人在你和烟花之间挡了一块带磁场的“透明玻璃”,让你看到的烟花光发生了变化。

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这个过程其实和太阳系里的“日冕物质抛射”特别像——太阳偶尔会“发脾气”,抛射出带着磁场的等离子体云,要是这些云穿过地球视线,也会影响天文观测信号。但关键问题来了:如果FRB 20220529来自一颗“孤独的中子星”,现有理论根本解释不了这么大、这么快的磁环境突变;可要是它住在“双星系统”里,一切就说得通了。

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想象一下:两颗恒星绕着彼此转,其中一颗可能是中子星(FRB的“能量源”),另一颗是伴星。伴星偶尔会发生剧烈活动,比如抛射等离子体云(就像太阳抛射日冕物质),这些云刚好挡在地球和FRB之间,就会导致RM值“飙升又回落”;或者双星轨道的特殊角度,让观测视线周期性地穿过伴星的磁环境——这完美匹配了之前观测到的“FRB爆发周期性”。

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专门研究快速射电暴的中国科学院院士史生才专家形象地说:“这次RM值的20倍跳变,就像给双星起源假说拍了一张‘清晰证件照’,终于把之前的猜想变成了实锤。”

天眼凭什么这么“牛”?不止灵敏,还很“会找”

这次发现能成功,离不开FAST的“两大绝活”。第一是“超高灵敏度”:FRB 20220529的信号特别暗弱,其他望远镜根本“看不上眼”,但FAST能捕捉到这种“宇宙弱信号”,就像在喧闹的菜市场里听清一只蚊子的声音。

第二是“精准的数据处理”:FAST每天会产生海量观测数据,研究团队创新方法,从“数据海洋”里精准提取出RM值的变化信息。更关键的是,在发现RM值异常后,团队和FAST运行中心立刻调整观测策略,全程“跟拍”两周,没漏掉任何一个关键变化——这体现了中国大科学装置的“灵活响应能力”。

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其实,这不是FAST第一次“出圈”:自2020年运行以来,它已经发现了300多颗脉冲星,在纳赫兹引力波探测、中性氢观测等领域都有突破。这次FRB研究的突破,再次证明它不仅是“世界最大单口径射电望远镜”,更是“破解宇宙谜题的超级工具”。

这一发现有何意义?

发现快速射电暴起源机制,对人类意味着什么?往小了说,它解开了天体物理学的“百年谜题”之一,让人类终于摸清了FRB起源的关键线索,未来再看到FRB,我们不用再猜“它从哪来”,而是能更精准地分析它的“老家环境”。

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往大了说,这是中国自主研发的大科学装置对人类认知宇宙的重大贡献。FAST的核心技术100%自主可控,从选址贵州平塘的喀斯特洼地,到4500块反射面的精准控制,再到这次创新的观测方法,都体现了中国在高端科技装备和基础研究领域的“硬实力”。

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更让人期待的是,FAST还在升级:未来会在周边建数十台中等口径天线,组成“巨型综合孔径阵列”,让它的空间分辨率提升200倍、灵敏度翻倍——到时候,FAST能“看得更远、更清”,说不定还能发现更多FRB的秘密,甚至帮人类解开“宇宙起源”“暗物质”等更宏大的谜题。

消息来源:央广网1月16日报道《国际首次!中国天眼揭示快速射电暴双星起源关键证据》https://m.toutiao.com/is/-caV06O98mA/ -caV06O98mA` C@U.YM :4pm pib:/