天文學家發現重複爆發的快速射電暴

快速射電暴（Fast Radio Brust，縮寫 FRB）是一種短暫且明亮的強烈電波脈衝，持續時間只有幾分之一毫秒到數毫秒不等，由一些尚未發現的神秘高能天體物理過程所引起，估計平均快速電波爆在一毫秒（千分之一秒）內所釋放的能量相當於太陽在三天內所釋放的總能量。在大多時候，它們只會爆發一次，這使得它們無法預測，也很難追蹤。

天文學家在2019年發現一個名為FRB 190520的快速射電暴，它的訊號在2019年5月到達地球，由中國五百米口徑球面射電望遠鏡探測到，並在當年11月的資料中發現，而後續的觀察發現它會發出頻繁、重複的無線電波爆發。2020年使用甚大天線陣列射電望遠鏡和其它望遠鏡來研究此大體，發現這些訊號來自一個距離我們約30億光年非常古老的矮星系外圍，還發現在爆發之間會不斷發出較弱但持續緊湊的無線電波。研究人員表示以上這些特徵看起來很像同樣由甚大天線陣列射電望遠鏡於2016年所確定位置名為FRB 121102的天體，這是有史以來第一次追蹤到源頭的快速射電暴，同樣也與緊湊的持續無線電發射源有關。

FRB 190520和FRB 121102以及其它所有快速射電暴的差異，強化了先前提出的可能性，即可能存在至少有兩種不同產生快速射電暴的機制。天文學家認為不同的爆發可能是由不同的物體發出，或者是由同一物體在其演化的不同階段所發出的。快速射電暴來源的主要候選者是大質量恆星爆炸為超新星後留下的超緻密中子星，或具有超強磁場的中子星，稱為磁星。正常的中子星和磁星可能以不同的方式發射快速射電暴。而進一步的分析表示，快速射電暴的色散效應可能不像天文學家所想的那樣可以用來測量宇宙的距離。

不同頻率電波穿過我們和光源之間稀薄氣體會有不同現象，稱為色散測量，先前認為此可以做為距離測量。由FRB 190520B的色散測量計算，顯示它的距離為80到95億光年遠，但由宇宙膨脹造成的星系光都卜勒（）位移，對距離的獨立測量卻顯示其距地球約30億光年。這表示在快速射電暴附近有很多物質，這些物質會混淆色散測量距離的結果，因此可能無法指望使用快速射電暴作為宇宙尺度。

天文學家推測FRB 190520可能是一個「新生兒」，仍被超新星爆炸留下的中子星所噴出的緻密物質所包圍著，隨著該物質最終消散，爆發訊號的色散也會跟著下降，而重複爆發也可能是年輕快速射電暴的一個特徵，並且隨著年齡的增長而減少。雖然快速射電暴每個月都會有新的發現，但大問題仍然存在，而此天體提供了一些線索，可能是解開部分謎團的關鍵之一。

【圖：美國國家電波天文台；文：節錄自台北市立天文科學教育館網頁】研究全文刊登在2022年6月8日出版的《自然》期刊；標題是：A repeating fast radio burst associated with a persistent radio source