经过十多年的侦探式调查，天文学家们终于找到了导致快速射电暴（FRBs）的最佳证据。这些持续只有几毫秒的奇特射电波爆发，已成为天文学中最令人兴奋的谜团之一。最终，主要嫌疑犯似乎是“自首”了。
磁星，是“磁性恒星”的简称，是大质量死恒星的高度磁性残骸。天文学家们长期以来一直怀疑这些神秘的巨兽可能是FRBs的来源。然而，在我们银河系中已知的磁星数量寥寥无几，而且它们似乎都太过温顺，不足以产生如此极端的信号。
随后，在四月下旬，一颗代号为SGR 1935+2154的磁星开始在我们星系中心附近爆发X射线，距离地球约3万光年。随着有关该天体的讨论升温，天文学家们将他们的地面和太空望远镜对准了它的方向，恰好捕捉到了X射线、伽马射线——以及最终，一次快速射电暴的爆发。
这一发现详细记录在11月4日发表在《自然》杂志上的一系列三篇论文中。
这是在我们的母星系中观测到的第一个FRB，也是第一个伴随其他可探测辐射类型的FRB。最重要的是，这也是第一个明确与单个天体相关的FRB。
这项新发现也对我们星系以外的领域产生了影响。
“这项发现描绘了一幅画面，即其中一些——或许大多数——来自其他星系的快速射电暴也源于磁星，”加州理工学院的研究生、该研究的合著者克里斯托弗·博切内克在新闻发布会上说。
天文学家们一开始不知道该如何解释这些快速射电暴（FRBs）。许多科学家也持怀疑态度，推测闪电或甚至微波炉等普通来源产生了信号。（图片来源，Discover：William Zuback, Roen Kelly, Alison Mackey）
FRBs的成因
对天文学家来说，FRB的谜团实际上始于大约16亿年前，那时一颗城市大小的死恒星的残骸释放出一股射电波，直奔地球而来。
这次爆发发生在2001年7月24日，在短短五毫秒内掠过我们的星球，其射电波能量相当于太阳一个月的总能量。令人难以置信的是，这一事件直到2006年才被注意到。那时，西弗吉尼亚大学的一名本科生大卫·纳尔凯维奇和他的导师邓肯·洛里默，在澳大利亚帕克斯射电望远镜的存档数据中发现了这个隐藏的信号。
首次发现的FRB来自非常遥远的地方，无法确定其来源。一些科学家甚至怀疑它是否真实存在，直到2013年又出现了其他FRB。但自从FRBs被证实以来，天文学家们一直在努力弄清楚它们的原因。
这项任务一直令人沮丧，因为这些信号会毫无征兆地从遥远的星系中出现。而且它们似乎也不会重复。它们会从某个遥远的源出现一次，然后就再也看不到了。但在2017年，Breakthrough Listen项目的科学家们首次在一个距离地球约30亿光年的矮星系中捕捉到了一个重复出现的FRB。
从那时起，天文学家们已经追踪到了一些FRB的“家园”——它们位于其他星系中。
与此同时，模型研究帮助积累了证据，表明磁星可以充当FRBs的“引擎”。当这些磁星爆发时，它们会发出高能粒子流。当这些粒子围绕恒星加速时，模型表明它们会与先前爆发产生的物质发生碰撞。研究人员认为，这种碰撞可能会触发强大的冲击波，而这些冲击波具有产生FRBs所需的惊人磁特性。
然而，抛开理论不谈，所有从观测我们星系中的磁星得出的迹象都表明，这些奇怪的恒星太温和了，不足以发出足以从其他星系到达我们的FRBs。
要确切知道，天文学家必须抓住我们银河系中的一颗磁星“现行”。
(图片来源：Roen Kelly/Discover)
罗恩·凯利/发现
捕捉FRB
而搜寻银河系中的FRB正是研究人员在四月份在中国使用“500米口径球面射电望远镜”（FAST）所尝试的。
这个国际天文学家团队使用了这个价值1.8亿美元的、全新的、巨大的仪器，密切关注SGR 1935+2154这颗磁星，希望能看到它产生FRB。FAST能够观测夜空中很小的区域，甚至能够探测到非常微弱的射电信号。这使得FAST团队成为探测到银河系首个FRB的有力竞争者。在整个四月份，他们都在监听这颗磁星，其他望远镜也反复观测到它爆发X射线。
随后，在4月27日，NASA的轨道尼尔·格雷尔斯·斯威夫特天文台开始探测到来自这颗磁星的伽马射线。天文学家的模型曾表明，磁星会在FRB爆发前发出这类信号。果然，一天后，加拿大一个半管状的射电望远镜，名为加拿大氢强度测绘实验（CHIME），捕捉到了一个擦边球式的FRB。
他们也不是唯一看到它的人。
克里斯托弗·博切内克是加州理工学院的一名研究生。在他的观测中，他使用了蛋糕模具和一些钢管，在犹他州和加利福尼亚州的三个地点建造了一个名为STARE2的射电望远镜。博切内克希望能从银河系内部捕捉到FRB，但他表示，他的团队估计只有十分之一的机会能够成功。
在CHIME探测到FRB之后，博切内克检查了STARE2，看看他是否“打了胜仗”。
“当我第一次看数据时，我僵住了，因为兴奋而瘫痪，”博切内克说。“我花了几分钟才缓过神来。”
这是迄今为止从我们银河系中探测到的最强的射电信号。相比之下，之前我们银河系中最强的射电波爆发记录是蟹状星云中的一颗脉冲星。然而，他的团队在《自然》杂志上报道称，这个FRB比蟹状星云的射电爆发还要强数千倍。
“这个爆发是如此之亮，理论上说，如果你能录下你手机4G LTE接收器的原始数据（它确实能探测到射电波），并且你知道你在寻找什么，你甚至可能能在你的手机数据中找到这个信号，它来自银河系一半的距离，”博切内克说。
然而，他的望远镜是地球上唯一一个正面捕捉到FRB的。尽管FAST观测了这颗磁星，但它并未探测到实际的FRB。
但这引发了另一个令人着迷的问题：为什么中国FAST望远镜没有看到这个FRB，尽管它的探测能力比其他两个天文台更灵敏八倍？研究人员认为答案可能是它的观测视野太窄，FAST只是错过了。
无论是什么原因，天文学家们认为，FAST望远镜直接对准磁星却没有看到任何东西，即使它爆发了X射线和伽马射线，这一点也包含着关于FRBs的教训。这个教训到底是什么？天文学家们必须密切关注天空才能找到答案。
