三年前宇宙級520“頻送秋波”，中國天眼發現首例持續活躍重複快速射電暴

中國天眼FAST巡天再獲重大發現——在距離地球30億光年的一個貧金屬矮星系中，發現了迄今為止唯一一例持續活躍的重複快速射電暴FRB 20190520B，並發現了其持續射電源對應體，這是人類天文史上的第二次。

而且，透過對其周邊複雜環境的觀測與分析，天文學家還對FRB色散分析的傳統觀點提出了挑戰，為構建快速射電暴的演化模型、理解這一劇烈的宇宙神秘現象打下了基礎。6月9日，國際學術期刊《自然》雜誌發表了這一成果。

快速射電暴（FRB）是宇宙中最明亮的射電爆發現象，在1毫秒內釋放的能量，相當於約一整年的太陽輻射能量。2007年，天文學家首次確定了它的存在，2016年才探測到第一例重複爆發的FRB，目前該領域已成為天文學最新研究熱點之一。

在全球已公佈的近500例FRB中，僅有不到10例有活躍爆發（即在其視窗期內頻繁爆發），而像FRB 20190520B那樣持續活躍的重複快速射電暴，此前還從未發現過。

FRB 20190520B是由中國科學院國家天文臺李菂研究員領導的國際團隊，透過中國天眼FAST的“多科學目標同時巡天（CRAFTS）”優先重大專案發現的。發現之後，該團隊透過組織多臺國際裝置天地協同觀測，將FRB 20190520B定位於一個距離我們30億光年的貧金屬的矮星系，確認近源區域擁有目前已知的最大電子密度，並發現了迄今第二個FRB持續射電源對應體（PRS）。

▲FAST與FAST首次探測到的FRB20190520B四次爆發

“在最初被探測到時，FRB 20190520B就表現非常活躍。在同一個波束掃過的10秒內，我們就看到了3次爆發，而20秒後又探測到1次。”論文第一作者、國家天文臺青年學者牛晨輝在系統處理FAST資料的過程中，發現2019年5月20日的資料存在重複的高色散脈衝。基於這一發現，團隊透過與美國甚大陣列望遠鏡（VLA）合作，在2020年7月完成亞角秒量級的精確定位，並探測到了一顆與之對應的緻密的持續射電源（PRS）。

▲FAST望遠鏡與VLA望遠鏡合成圖，上圖為VLA陣列，下圖為FAST

隨後，透過美國、加拿大、法國、日本等多架望遠鏡的共同努力，天文學家確定了FRB20190520B的宿主星系和紅移，推匯出其宿主星系貢獻了總色散值的80%，為目前已知所有快速射電暴源中最高。

與美國阿雷西博望遠鏡2016年發現的人類發現、定位並確認有PRS的首個快速射電暴重複暴相比，FRB20190520B的活躍程度毫不遜色，甚至還更為極端：比如前者還存在爆發活躍週期，可FRB 20190520B似乎從未停止爆發——目前FAST已經探測到其幾百次爆發。

牛晨輝認為，綜合FAST的近期觀測資料，這兩個FRB很可能都處於快速射電暴初生階段，“F

AST的持續觀測，特別是執行‘快速射電暴巡天’優先重大專案，有望建立全新的FRB演化圖景。

”

本研究發現的初步結果公佈後，引起了國際天文界的廣泛關注，這一重要發現已經催生數篇創新模型文章。FRB領域創始人鄧肯·洛裡默評價道：“基於FRB 20190520B這些特徵及其持續射電源的存在，我認為快速射電暴可能有不同的分類。隨著快速射電暴樣本的持續增長，預計未來幾年內，我們能夠撥開快速射電暴神秘的面紗。”

作者：許琦敏

圖片：中科院國家天文臺提供

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