加拿大氫強度測繪實驗射電望遠鏡第一年就探測到超過五百個神秘的快速射電暴

能夠看到快速射電暴（Fast radio burst，縮寫 FRB）是非常幸運！快速射電暴持續時間只有數毫秒，是一種短暫、明亮的強烈射電脈衝，但其強大的爆發能量卻相當於太陽在三天內所噴發的總能量。

這種短暫且神祕的快速射電暴在宇宙中不同的地方及銀河系中發現，由於我們尚不了解快速射電暴的起源，更不清楚它從那裡來，因此自2007年首度發現快速射電暴，天文學家僅觀測到約140次的爆發。

位於加拿大卑詩省（British Columbia）的加拿大氫強度測繪實驗（Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment）射電望遠鏡由4個100×20米的半圓柱體組成，配有1024個雙極化電波接收器的射電干涉望遠鏡，自2018年9月底正式開始啟用，運行的第一年期間，便探測到535次新的快速射電暴。

這些新的發現不僅擴充快速射電暴的新目錄，並且提供更多關於它的特性線索，例如這些新發現的爆發似乎分為兩個不同的類別：重複爆發和不重複爆發。科學家確認了18個反覆爆發的快速射電暴源，而其餘似乎都是一次性的。重覆爆發的快速射電暴脈衝持續時間似乎比不重覆的時間稍長，所發射的射電頻率也更集中。這些結果強烈地顯示它們的產生源自於不同的物理機制，天文學家希望透過更多觀測，可以真正開始了解快速射電暴的整體情況，確認這些奇怪明亮訊號的極端來源，以及如何利用它們來研究未來的宇宙。

加拿大氫強度測繪實驗射電望遠鏡由四個巨大的拋物面無線電天線組成，大小和形狀與滑板或滑雪板使用的U形場地差不多。加拿大氫強度測繪實驗射電望遠鏡是一個固定陣列，沒有移動部件，隨著地球自轉，望遠鏡每天從半邊天空接收無線電訊號。雖然大多數射電天文學是通過旋轉一個大碟子來聚焦天空不同部分的射電頻率來完成，但加拿大氫強度測繪實驗射電望遠鏡卻是一動不動地盯著天空，並使用一種強大的數碼訊號處理器處理大量的數據，速度約為每秒7TB（1TB=1024 GB），這就是為什麼加拿大氫強度測繪實驗比一般傳統射電望遠鏡探測到快速射電暴能多出一千倍的原因。

當無線電波穿越太空時，沿途中的任何星際氣體或等離子體都會扭曲或分散無線電波的特性和軌跡。無線電波的分散程度可以提供它通過了多少氣體的線索，以及它從源頭走了多遠的距離。研究團隊測量這535個快速射電暴的色散，發現大多數爆發可能來自遙遠星系。這些快速射電暴的亮度足以由加拿大氫強度測繪實驗射電望遠鏡探測到，表示它們一定是由極其高能的來源所產生。科學家希望隨著探測到更多的快速射電暴，能夠精確地知道到底是如何產生如此超亮、超快的訊號。科學家還計畫利用這些快速射電暴及其擴散，來繪製整個宇宙中氣體的分佈圖。

【圖：維基百科；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文在2021年6月9日第238屆美國天文學會會議公佈