天文學家為快速射電暴起源研究提供關鍵觀測證據

天文學家利用偏振頻率演化關係研究快速射電暴周邊環境，首次提出能夠解釋重複快速射電暴偏振頻率演化的統一機制，為區分重複快速射電暴起源的眾多理論模型提供了關鍵觀測證據。

中國科學院國家天文台五百米口徑球面射電望遠鏡首席科學家李菂研究員表示，尋找來自宇宙深處的快速射電暴源頭非常困難。快速射電暴訊號在傳播過程中，會受到周邊星際介質的影響。我們能夠通過分析快速射電暴的偏振等特徵限制它的輻射機制，推測它所穿過的介質的磁感應強度和電子數密度等資料。

利用五百米口徑球面射電望遠鏡和美國綠岸射電天文望遠鏡對一組重複快速射電暴脈衝的偏振特徵進行系統分析後，之江實驗室智能計算平台研究中心馮毅博士等人發現，樣本集中的重複快速射電暴都呈現出低頻線偏振度低、高頻線偏振度高的特徵。 這種特殊的頻率演化關係說明，樣本集中的快速射電暴暴源所處的環境很複雜，具有很強的磁場和很高的電子數密度，和超新星遺跡、脈衝星風雲的環境特徵相吻合。 也就是說，這些快速射電暴極有可能處在超新星遺跡、脈衝星風雲等環境中。

重複暴的線偏振度存在隨頻率降低而降低的統一趨勢，並且這種頻率演化關係可以通過單一參數：RM彌散（RM dispersion，簡稱 σRM）量化描述。 這排除通道內混淆、基於輻射區磁層高度變化的脈衝星偏振內禀頻率演化模型等其它解釋。

李菂團隊與雲南大學楊元培教授、美國普林斯頓大學魯文賓博士、美國內華達大學張冰教授等人合作，建立基於多路徑散射的介質模型，可以進一步約束輻射區的空間尺度、密度漲落、磁場構型等重要物理性質。

李菂表示，結合五百米口徑球面射電望遠鏡靈敏度高的優勢，建立完整的快速射電暴起源模型提供重要的觀測基礎。五百米口徑球面射電望遠鏡的持續深度監測結合其他先進設備，有望在未來兩、三年回答關於快速射電暴起源的一系列關鍵問題。

【圖：互聯網；文：節錄自科學網頁；新聞資訊由林景明提供】研究全文刊登在2022年3月17日出版的《科學》期刊；標題是：Frequency-dependent polarization of repeating fast radio bursts—implications for their origin