FAST近期從FRB 20201124A中檢測到近2000個射電暴

快速射電暴(FRB)是高度分散的毫秒級射電暴。它們的威力巨大，可跟現代人類文明在幾百億年內產生的能量相媲美。自2007年發現第一個以來，科學家們已經探測到了幾百個FRB。然而，FRB的物理起源仍舊是一個未解之謎。

已經發現的大多數FRB來自銀河系之外。最近對源自銀河系磁星（一種被認爲具有極強磁場的中子星）的FRB的觀測表明，一些FRB來自磁星。然而宇宙學的FRB的起源，特別是那些主動重複的FRB仍然不清楚。到目前爲止，對靠近FRB的環境的物理參數的約束仍非常弱。

通過利用500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)，FAST FRB關鍵項目組從FRB 20201124A檢測到近2000個射電暴。他們的研究有力地表明，FRB 2021124A被嵌入一個複雜的、動態演變的磁化環境中。他們的研究結果有助於瞭解這些射電暴是如何產生的以及射電暴信號如何在當地的磁化環境中傳播。

FAST FRB關鍵項目組成員包括Kejia Lee（北京大學）、Weiwei Zhu（NAOC）、Subo Dong（北京大學）、Bing Zhang（內華達大學）、Heng Xu（北京大學，NAOC）、Ping Chen（北京大學）、Jiarui Niu（NAOC）。

在最近發表的一篇《自然》論文中，FAST FRB團隊報告了使用FAST監測FRB 20201124A約兩個月的情況。他們分析了FAST在54天內獲得的總共84小時的觀測中檢測到的1863個FRB 20201124A的爆發。這是迄今爲止記錄的帶有偏振信息的最大的暴發樣本。高事件率使FRB 20201124A成爲已知最活躍的FRB之一。

天體物理學家團隊發現了幾個以前從未檢測到的現象。一個是法拉第旋轉測量的不規則短時變化，該測量在最初的36天內探測了單個爆發的視線磁場強度，隨後是一個恆定值。另外，他們還見證了在短於三天的時間尺度上爆發活動的熄滅。此外，他們在這些爆發中檢測到了突出的圓形極化（高達75%）。最後，他們檢測到了部分線性和圓形偏振的振盪及作爲波長函數的偏振角的振盪。

所有這些特徵爲這個FRB源的一個天文單位內複雜的、動態演變的磁化環境提供了強有力的證據。基於偏振的振盪結構，天體物理學家爲這個磁化的局部環境設定了一個磁場約束，據悉，其達到了高斯級別。

用Keck 10米光學望遠鏡的觀測顯示，FRB 20201124A位於一個類似銀河系的低密度臨時區域。這種環境跟大質量恆星極端爆炸期間形成的年輕磁星引擎不一致，該爆炸引發了長伽馬射線暴或超光速超新星。

“這就像給FRB源的周圍環境拍了一部電影，”Bing Zhang說道，“我們的電影揭示了一個複雜的、動態演變的、磁化的環境，這是以前從未想象過的。”對於一個孤立的磁星來說，這樣的環境是無法直接預期的。Zhang補充道：“其他東西可能在FRB引擎的附近，可能是一個雙胞胎伴侶。”

Weiwei Zhu則表示：“這是最大的FRB數據樣本，具有來自一個單一來源的偏振信息。”

Subo Dong稱：“這個位置與一個年輕的磁星中心引擎不一致，它是在一個極端的爆炸中形成的，如長伽馬射線暴或超光速超新星，這些都是廣泛推測的活躍FRB引擎的原生體。”