神秘的無線電閃光有兩種類型

2007年從澳洲帕克斯射電天文台（CSIRO Parkes Radio Telescope）在2001年觀測資料中首度發現快速射電暴（Fast Radio Burst，簡稱 FRB），命名為FRB 010724，是一種短暫但明亮的電波訊號源，但由於它的距離太遠，而難以辨識起源。

6月9日一項國際研究合作發佈位於加拿大卑詩省的加拿大氫強度測繪實驗（Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment）在第一年就探測到超過五百個神秘的快速射電爆，這些新數據不僅擴充快速射電暴的新目錄，並且有力支持兩種不同類型的快速射電暴散佈在夜空中的新形式，而這意味著天文學家末來可以利用快速射電暴來照亮宇宙最遙遠的地方，提供一種觀察宇宙的新方式。

根據加拿大氫強度測繪實驗觀測的結果，每天至少會發生八百八十次快速射電暴，但若想捕捉到它的身影，則必須將大型無線電波望遠鏡在正確的時間望向正確的位置，才能紀錄下它的爆發。而加拿大氫強度測繪實驗的優勢便在此顯露而出，它是一個固定陣列由四個一百米×二十米，大小形狀如同滑板使用的U形巨大半圓柱體組成，但卻沒有移動的部件，而是隨著地球自轉將其指向不同的方向，因此可以同時從頭頂的大部分天空接收無線電波訊號，再搭配上強大的數位訊號處理器，研究人員表示該目錄現在打開了同時研究大量快速射電暴的大門，將整個領域轉變為大數據科學。

大多數天體物理學家認為快速射電暴來自磁星，磁星是中子星的一種，但卻是中子星裡的怪胎，具有極強的磁場，數量非常稀少，體積極小，密度異常大，透過產生的衰變不斷地釋出高能量的電磁輻射，是宇宙中磁場最強的物體。因此天文學家推論只有像這樣體積小但卻具有極大質量及磁場的天體，才有可能具有足夠強大的爆發力。在2020年，加拿大氫強度測繪實驗在銀河系中捕捉到了一次磁星爆發現象。不過磁星究竟是如何產生無線電波的還不得而知。

加拿大氫強度測繪實驗目錄幾乎證實一個長期存在的猜測，並非所有快速射電暴都是一樣。天文學家已經確定有一小部分的快速射電暴重複出現在同一個位置，稱為「重複者」。在最新發現的五百三十五次爆發中，就有六十一次的閃光來自十八個重複的位置。一次性爆發的快速射電暴是通常短暫並傾向發出如彩虹般的無線電波，而重複爆發的除了持續性的存在外，則傾向發出單一的無線電波色調。而這顯示磁星可能至少有兩種不同的方式發射無線電波。

加拿大氫強度測繪實驗還捕捉到快速射電暴產生的電波色散現象。當電波訊號穿越星際介質時，星際介質中的自由電子會使電波色散，高頻的電波訊號會較早抵達望遠鏡，當高低頻到達望遠鏡的時間差越大，即色散越大，表示訊號源離我們越遠，每個快速射電暴都記錄在這段如史詩般的旅程遇到了多少物質。

這些數以百計的爆發來自於各個方向，表示它們散佈在整個宇宙中，不管是什麼因素導致快速射電暴的產生，隨著加拿大氫強度測繪實驗的快速射電暴目錄增加，天文學家希望能夠使用它來創建最大尺度的宇宙物質地圖，並認為快速射電暴成為研究宇宙的終極工具。

【圖：北京天文館；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】