单次释放能量比肩5亿颗太阳
单次释放能量比肩5亿颗太阳
这次新发现的8个FRB重复源已经震惊了学界，自2007年至今，我们也只发现了2个FRB重复源：第一个FRB重复源编号为FRB 121102，从编号上看发现于2012年，至今已经有数十次爆发，2015年时爆发十多次，由阿雷西博射电望远镜探测到；第二个FRB重复源编号为FRB 180814.J0422 + 73，发现于2018年，由加拿大氢强度映射实验望CHIME射电望远镜探测到，2019年1月至2月公布，同批次公布的还有另外12个新的FRB单次源。
单次释放能量比肩5亿颗太阳，两种发射机制反而让科学家感到迷茫
图注：加拿大氢强度映射实验望CHIME射电望远镜
至今发现的70至80个FRB源中，只有FRB 121102和FRB 180814出现重复爆发的特点，但重复的频率完全没有规律。FRB 121102在2015年出现了十多次爆发，FRB 180814在2018年8月至10月发生了6次爆发，因此FRB重复源是相当罕见的，在FRB 180814还没有发现的时候，FRB 121102就像是一种另类般存在。
FRB源中文名称为快速射电暴，全部位于银河系之外，且距离都在数亿光年以上，大部分距离银河系数十亿光年不等，超过100亿光年的FRB源还没有发现。FRB的特点是在毫秒级时间内释放出相当于数亿颗太阳的能量，就像是宇宙的灯塔那样闪烁。
单次释放能量比肩5亿颗太阳，两种发射机制反而让科学家感到迷茫
图注：FRB的特点是在毫秒级时间内释放出相当于数亿颗太阳的能量，就像是宇宙的灯塔那样闪烁
本次加拿大氢强度映射实验望CHIME射电望远镜一口气捕捉到8个重复源，使得FRB源的数量提升到80至90个之间。这8个FRB重复源FRB 180916、FRB 181030、FRB 181128、FRB 181119、FRB 190116、FRB 181017、FRB 190209、FRB 190222，源散射量为103.5至1281pc cm^-3之间，其中FRB 180916比较特别，不仅源散射量是最低的（103.5 pc cm^-3），而且法拉第旋转测量值也是最低的，仅为-114.6±0.6rad m^-2，远低于人类发现的第一个FRB重复源FRB 121102的560 pc cm^-3值。第二个FRB重复源FRB 180814源散射量为189 pc cm^-3，接近新发现的8个重复源最低值。显然新发现的8个FRB源散射量与之前发现的2个源没有较大的差异。川陀太空认为，根据FRB 121102的极化信号为螺旋图案，这说明爆发源有着极为强大的磁场，从磁场角度看，新发现的FRB 180916比FRB 121102要弱100倍左右。
单次释放能量比肩5亿颗太阳，两种发射机制反而让科学家感到迷茫
图注：FRB 121102所在宿主星系
算上之前发现的2个FRB重复源，人类一共发现了10个，与没有重复爆发的单次源相比，具有更宽脉冲信号的特点，这说明重复源和单次源之间的发射机制是不同的，这个结论基本上可以排除FRB是地外文明飞船引擎点火、人造信号发射器等可能。迄今发现的不重复爆发的FRB源具有精细的光谱时间结构，这是一种未知的发射机制，通过电离和非均匀介质传播进行转换，最终引发散射、闪光还有等离子体透镜效应等。在我们仅探测到第一个重复源FRB 121102时，一度怀疑这是不是飞船引擎点火的可能，因为单次源可以解释为地外文明飞船点火一次，然后飞走了，重复源可以解释为在同一地方多次点火。既然重复源和单次源发射机制不同，那么就不可能是其他文明的飞船。
FRB快速射电暴的物理机制目前仍然不清楚，目前掌握的80多个发射源也存在样本数量不足的问题，但我们可以发现每个源都有普遍性特点，即有着强磁场环境，这让我们联想到在超新星残骸中诞生的磁星耀斑爆发。
单次释放能量比肩5亿颗太阳，两种发射机制反而让科学家感到迷茫
图注：脉冲频率大幅度变化说明发射源的波动幅度较大，FRB源强磁离子环境相当复杂，有着极高的法拉第旋转测量值
根据FRB 180814在2018年8月至10月在6次爆发，其表现出极为复杂的脉冲形态和次脉冲，随着爆发的延续，其频率出现降低，也符合磁星耀斑爆发模型。这一点我们也在第一个FRB重复源FRB 121102中看到，这说明目前发现的10个FRB重复源都有相似特点。我们进行横向对比，在单次源中也发现了随着爆发的延续，其频率出现降低的现象，川陀太空认为，这也可以得出一个推论：那些单次源有可能在未来的某个时候变成重复源。由于我们对FRB快速射电暴的发现时间不是非常长，第一个FRB快速射电暴在2007年才发现，而且是对2001年的档案整理时发现的，因此人类探测到的第一个FRB快速射电暴其实是在2001年6月21日，记录在澳大利亚帕斯克射电望远镜的档案中。换句话说，在今后的档案整理或者回溯中，我们还可能发现更早前记录下的FRB快速射电暴。
目前针对FRB 121102的观测仍然在继续，作为一个随时会再次爆发的快速射电暴，该源是我们了解其机制的最佳窗口。根据观测，FRB 121102时常表现出极为复杂的高频脉冲现象，同时拥有高度可变的光谱，脉冲最强时可达到8GHz，普遍在1GHz以上频率出现，最近FRB 121102一般在400至800MHz上出现。脉冲频率大幅度变化说明发射源的波动幅度较大，强磁离子环境相当复杂，有着极高的法拉第旋转测量值。
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