在浩瀚的宇宙中，偶尔会有射电爆发，只闪烁几毫秒。究竟是谁发出了这些无线电脉冲？它们包含哪些信息？十多年来，天文学家一直在寻找真相。
依托“五百米口径球面射电望远镜(FAST)”，我国科研人员观测了近2000个重复快速射电暴FRB20201124A，获得了迄今为止最大的快速射电暴偏振观测样本。他们发现这次快速射电爆发处于非常复杂的动态和不断演化的强磁场环境中，并首次探测到快速射电爆发周围一个天文单位(即太阳到地球的距离)的磁场变化。这些发现表明FRB 20201124A非常活跃，它可能来自一个双星系统。这项研究是确定快速射电爆发产生机制的关键一步。相关成果于9月21日在线发表在《自然》和《自然通讯》杂志上。
快速射电爆发是浩瀚宇宙中的一种射电爆发现象。它持续的时间非常短，通常只有几毫秒。
不要小看这几毫秒。虽然它存在的时间很短，但能量极高。在几毫秒内，它就能以无线电波的形式，将地球数百亿年来产生的电力完全释放出来。
自从2007年发现第一个快速射电爆发以来，天文学家已经从浩瀚的宇宙中发现了数百次快速闪光。然而，“快速射电爆发的起源和能量机制是当今天文学最大的谜题之一，科学家们一直对此争论不休。”北京大学/中科院国家天文台研究员李可佳强调。
最初，天文学家探测到的快速射电爆发主要来自银河系之外。2020年，天文学家探测到银河系中一颗磁性恒星的快速射电爆发。“这表明一些快速射电爆发起源于磁星，但那些来自银河系以外的快速射电爆发的起源仍然未知。同时，虽然快速射电爆发中有大量的射电波段观测数据，但长期以来天文学上对其核心区域的直接观测仍然很少。”李可佳坦言。
利用FAST，研究小组对FRB20201124A进行了长时间的监测。“在54天的82小时观测中，我们从这个快速射电爆发中探测到1863个爆发脉冲信号，其高爆发率使其成为最活跃的重复爆发之一。”李佳说。
通过对这个快速射电爆发的深入观测，研究团队有了一些重要发现，这些发现都是世界上的首次。
他们“拍摄”了快速射电爆发法拉第旋转动态演化的电影。“法拉第旋转可以帮助我们测量宇宙环境中的磁场强度。”李可佳解释道。他们第一次发现了法拉第旋转的奇怪演化行为，即法拉第旋转在前36天呈现无规律的短期变化，但在接下来的18天几乎保持不变。
同时，研究团队首次发现了快速射电暴的猝灭现象，即FRB 20201124A在前期保持较高的爆发率，然后在74小时内突然熄灭。对此，李可佳解释说:“我们一直在以每隔一天或两天一两个小时的观测频率连续观测这种快速射电爆发。突然有一天，这个快速射电爆发看不到了，然后我们继续观测了15天，没有发现它的信号。就在最后一次观测后74小时，它突然消失了。”
“我们还首次测量了快射电暴偏振度随电磁波波长振荡的现象。所有这些现象都表明，这个快速射电爆发周围的日地距离内的环境非常复杂，并且是动态演变的。”李佳说。
此外，通过国际合作，研究团队利用美国的10米凯克光学望远镜对这次快速射电爆发的宿主星系进行了深入观测。合著者北京大学教授董苏波表示，他们发现其宿主星系是一个富含金属的棒状螺旋星系，大小约为银河系。
更重要的是，研究人员还发现，这种快速射电爆发所在区域的恒星密度较低，而且距离星系中心不远。
“我们认为，这种环境与大质量恒星极端爆炸导致的超亮超新星模型和伽马射线爆发后形成的年轻磁星模型不一致。”李可佳说，这为研究快速射电爆发的起源提供了新的认识。
这种快速的射电爆发从何而来？《自然通讯》文章的第一作者和通讯作者、南京大学教授王发印说，他的团队首先发现FRB 2020124a周围的磁场改变了方向。“这种现象类似于银河系中的PSR B1259-63/LS 2883双星，所以我们认为FRB 2020124a可能产生于由磁星和Be星组成的双星系统中。”
在王发印团队构建的模型中，法拉第旋转的演化是由穿过Be盘的快速射电爆发辐射引起的。当磁星在Be星和观测者之间移动时，FRB 20201124A周围的磁场会改变方向。
“这项研究为解释快速射电暴的起源提供了重要线索，即一些快速射电暴可能起源于双星系统。”王发印说。
