科學(xué)家認為,快速射電爆(Fast Radio Burst, FRB)每天在人類可見的宇宙空間中發(fā)生數(shù)千次,但即便在其最初被發(fā)現(xiàn)的16年后,它仍然是個謎。曾被探測到的快速射電爆其長度為千分之一秒至數(shù)秒不等。而10月19日發(fā)表在《自然?天文學(xué)》(Nature Astronomy)雜志上的一項新研究發(fā)現(xiàn)了一種新型射電爆,其長度達到千萬分之一秒甚至更短。

這些深空發(fā)射被稱為超快射電爆(ultra-fast radio burst),在2021年提出時還只是一個假設(shè),但現(xiàn)在,阿姆斯特丹大學(xué)的科學(xué)家通過分析美國西弗吉尼亞州的格林班克望遠鏡收集的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)了這些爆發(fā)。
這個超快爆發(fā)被命名為FRB 20121102A(所有射電爆都被以其發(fā)現(xiàn)的年月日來標記),它于2012年首次被發(fā)現(xiàn),來源于距地球約30億光年處。它也是已知的第一個會重復(fù)出現(xiàn)的射電爆,2023年的一項新研究發(fā)現(xiàn)了另外25個重復(fù)射電爆的候選者。
“在小組會議期間,我們經(jīng)常討論‘超快射電爆’?!瘪R克?斯內(nèi)德斯(Mark Snelders)在一份新聞聲明中說道,他是阿姆斯特丹大學(xué)的博士研究生?!耙淮闻既坏臋C會,我發(fā)現(xiàn)了一個公開的數(shù)據(jù)庫可以為我們所用。”
特殊的研究方法
不過獲得數(shù)據(jù)是一回事,而從數(shù)據(jù)中找到這些非常小的無線電爆發(fā)則完全是另一回事。畢竟,這些爆發(fā)遠遠超出了“一眨眼就會錯過”可以形容的范圍。在獲取了關(guān)于FRB 20121102A超快射電爆的約5個小時長的記錄數(shù)據(jù)后,斯內(nèi)德斯及其團隊將前30分鐘的數(shù)據(jù)中的每一秒分成50萬個單獨的圖像。然后,他們使用機器學(xué)習(xí)和軟件過濾器來隔離數(shù)據(jù)中的異常值。這樣,總共發(fā)現(xiàn)了49次射電爆發(fā),其中8次僅持續(xù)了千萬分之一秒或更短,因此可以歸類為超快射電爆。
然而,研究這些“宇宙光點”仍然存在一個主要障礙——將數(shù)據(jù)分解成如此精細的碎片是極其困難的。事實上,論文作者也承認,他們所處理的某些數(shù)據(jù)文件包含的“細節(jié)不足,無法將每秒切割50萬份”。不過,盡管部分數(shù)據(jù)不夠細致,研究者仍然發(fā)現(xiàn),射電爆的發(fā)生頻率比我們意識到的要多得多。
報告稱:“在檢測和表征這些僅持續(xù)微秒量級的射電爆發(fā)時,我們發(fā)現(xiàn)了大量超快射電爆發(fā),而由于時間分辨率不足,目前的廣域快速無線電爆發(fā)搜索未能發(fā)現(xiàn)這些爆發(fā)。這些結(jié)果表明,F(xiàn)RB的發(fā)生頻率比最初想像的更加頻繁,而且更具多樣性。”
科學(xué)家們?nèi)匀徊淮_定是什么產(chǎn)生了這些射電爆,無論是否它們屬于快速還是超快速的類別。但它們可能起源于質(zhì)量極大的天體,如白矮星、黑洞、中子星、或被稱為磁星的高度磁化的中子星。無論是否知道它們來自何方,我們都希望最終能夠利用這些爆發(fā)。
就在上個月,科學(xué)家們使用“澳大利亞平方公里陣列探路者”(ASKAP)射電望遠鏡和智利“甚大望遠鏡”(VLT)發(fā)現(xiàn)了FRB 20220610A,這是迄今為止最古老(因此也是最遠)的快速射電爆??茖W(xué)家希望利用像這樣的射電爆來繪制宇宙地圖,或者至少繪制射電爆起源與我們所在星系之間的宇宙空間的地圖。
在未來幾年中,新型地面望遠鏡只會讓我們嗅出更多這些充滿于夜空中的神秘射電爆發(fā)。屆時,誰知道我們還會發(fā)現(xiàn)些什么更多的宇宙神奇。