沒有人注意到澳大利亞射電望遠鏡在 2001 年捕捉到來自銀河系以外的短暫爆炸。強大耀斑的記錄被塵封了五年多，直到一群科學家在篩選檔案資料時發現了這次爆發——即所謂的快速射電暴 (FRB)。據其中一位科學家，西弗吉尼亞大學的天體物理學家鄧肯·洛裡默稱，這次爆發在千分之幾秒內產生的能量與太陽在一個月內產生的能量一樣多。
今天，研究人員知道，這種爆炸每天至少在天空各處發生 800 次，它們是天體物理學中最活躍的主題之一。儘管關於 FRB 的許多資訊仍然未知，但近年來，一幅更清晰的圖景已經開始出現。“我認為我們更接近於理解某些 FRB 是什麼，”阿姆斯特丹大學的天體物理學家齊吉·普勒尼斯說。“但隨著我們不斷進行探索，新的發現又帶來了新的問題。”
現在，對 FRB 的研究正處於一個轉折點。大量的探測和更深入的研究提升了某些關於其內部運作的模型，同時排除了其他模型，幾個新專案應該有助於進一步縮小可能性範圍。與此同時，科學家們已經瞭解到，FRB 的強光攜帶著它在到達地球的途中穿過的星系際深空的物質記錄，提供了關於星系和星系之間物質的資訊，這是任何其他機制都無法提供的。
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磁矩
2020 年 4 月，三個獨立的研究團隊探測到來自銀河系中磁星的巨大射電能量爆發。磁星是一種極端的 нейтронная звезда （中子星），是一顆 массивный звезда （大質量恆星）在超新星中死亡後留下的城市大小的殘骸。磁星的磁場非常強大，以至於接近它 1000 公里以內就會破壞您身體的原子核和電子，導致您有效地溶解。
磁星早就被認為是 FRB 的主要來源候選者。但是，在我們的銀河系中已知的幾十顆磁星中，從未觀察到過會產生可能類似於這種現象的爆發。來自銀河磁星 SGR 1935+2154 的短暫而強大的射電暴的發現，正是研究人員一直缺失的。如果同樣的爆發來自另一個星系，它的特徵將與典型的 FRB 無法區分。“這對該領域來說是一個巨大的時刻，”麻省理工學院的天文學家肯齊·尼莫說。“它消除了至少某些 FRB 來自磁星的所有疑慮。”
磁星究竟是如何產生 FRB 的仍然是爭論的主題。大多數理論都涉及某種震耳欲聾的星震或磁星扭曲的磁力線斷裂並重新連線時引起的爆炸。諸如此類的事件可以直接產生 FRB 的閃光，或者它們可能會產生衝擊波，加熱周圍的物質，焚燒塵埃並將氣體變成等離子體，從而在向外傳播時產生光。
幾架望遠鏡看到 X 射線閃光在 SGR 1935+2154 的無線電訊號之後到達，這表明無論是什麼釋放了無線電能量，也產生了更復雜的副作用。許多細節仍然不清楚。“這發生在恆星表面，還是在磁層中，還是在磁星周圍的物質中？” 安大略省周界理論物理研究所的艾米麗·彼得羅夫問道。“我們仍然沒有真正對此達成一致。”
宇宙奇觀
由於 FRB 的亮度、持續時間和其他屬性可能各不相同，因此任何單一的觀測都不太可能解釋所有 FRB。2021 年夏天，加拿大氫強度測繪實驗 (CHIME)，一個位於不列顛哥倫比亞省的專用 FRB 搜尋望遠鏡，釋出了一個包含 536 個 FRB 的目錄，這是它在執行的第一年中探測到的，使已知數量增加了四倍。已知爆發分為兩種不同的型別——重複閃爍訊號的爆發和一次性事件的爆發。CHIME 的資料顯示，非重複爆發比重複爆發更常見，並且每種爆發都有不同的特徵。
平均而言，重複爆發的持續時間比一次性爆發的持續時間更長，並且它們的光在更窄的頻率範圍內發射。這種差異是代表這些閃光的不同機制，還是關於其前身年齡或環境的其他因素，還有待觀察。這種情況類似於早期圍繞另一類宇宙爆炸的謎團：伽馬射線暴，在 20 世紀 90 年代，伽馬射線暴被證明是由三種不同的事件引起的。科學家們希望發現 FRB 是否也分為具有自身起源故事的不同種群。
CHIME 的目錄包括來自各種星系的大量 FRB，這模糊了與磁星的聯絡，磁星幾乎完全出現在正在大量產生 массивный （大質量）、短壽命恆星的星系中。然而，CHIME 的 FRB 收穫包括許多來自較安靜星系的來源，這些星系幾乎沒有形成任何新的恆星。“磁星可以解釋一部分 FRB。沒有人會對此提出異議，”康奈爾大學的天文學家沙米·查特吉說。“但這就是全部嗎？幾乎肯定不是。”
2022 年 2 月發表在《自然》雜誌上的一篇論文為這一論斷增加了支援。一個團隊使用一組名為歐洲甚長基線干涉測量 (VLBI) 網路射電望遠鏡，極其精確地確定了指定為 FRB 20200120E 的重複爆發的位置。該物體最初被定位於附近的 спиральная галактика （螺旋星系） M81，但 VLBI 進一步放大並顯示它位於一個古老的密集恆星群，即所謂的 шаровое скопление （球狀星團）內。這種星團主要容納大約 100 億年曆史的恆星——然而，人們認為磁星在衰變為更 спокойный （平靜的） нейтронная звезда （中子星）之前，只能持續大約 10,000 年左右。“這是一個遊戲規則改變者，”哈佛大學的理論天體物理學家穆罕默德塔赫爾·薩法扎德說。“無論是什麼原因導致 FRB 訊號，它可能都與 шаровое скопление （球狀星團）的年齡相同，並且肯定不是磁星。”
內華達大學拉斯維加斯分校的理論天體物理學家張冰說，磁星有時可能由兩顆 нейтронная звезда （中子星）相互碰撞產生——這是一種從未得到證實的產生機制——這可能可以解釋 шаровое скопление （球狀星團）中的一顆磁星。但沒有人確切知道這種事件發生的頻率或由此產生的磁星將保持活躍多久。
使磁星影像進一步複雜化的是另一個奇特之處：FRB 20180916B，也稱為 R3，因為它是有史以來發現的第三個重複 FRB。最初被精確地定位到一個朝向 спиральная галактика （螺旋星系）的恆星形成中心的區域，距離地球約 5 億光年，後來顯示 R3 位於該星系的郊區，這表明它要麼是一個較老的物體，要麼是一個以某種方式從其誕生地踢開的物體。更奇怪的是，這種爆發僅在每 16.35 天發生的四到五天活動視窗期間產生爆炸，使其成為所謂的週期性重複爆發。
研究人員一直在對其奇特的規律性感到困惑。像陀螺一樣繞軸旋轉的磁星，有時將其爆炸指向地球，有時背對著地球，是一種可能的解釋。另一種解釋是，爆發物體圍繞第二個結構（例如被物質盤包圍的 чёрная дыра （黑洞））軌道執行，週期性地遮擋爆炸事件。科學家們甚至認為它來自一對軌道 нейтронная звезда （中子星），它們的磁層週期性地相互作用，形成一個可以發生爆發的空腔。“現在讓這個領域如此有趣的是，有如此多令人興奮的可能性，”查特吉說。
接近答案
FRB 天文學家仍在追尋重大問題。非重複爆發真的是一次性事件嗎？如果我們觀察足夠長的時間，它們會再次爆發嗎？我們銀河系中的磁星似乎相當安靜。但它在年輕時是否明顯更活躍？其他深奧的情況，例如小行星撞擊 чёрная дыра （黑洞），是否會以某種方式產生類似 FRB 的訊號？科學家們一直在發表新的觀測結果和理論。
CHIME 合作組織正在建造一組較小的望遠鏡，這將有助於三角測量許多 FRB 的確切位置。藉助這些儀器，研究人員預計將瞭解數百甚至多達 1,000 個事件的精確位置。除了闡明 FRB 之外，這些資料還將使科學家能夠對宇宙進行重要的測量。
天文學家首先知道 FRB 來自銀河系以外，是因為它們的光是 рассеяние （彌散）的，這意味著較高的頻率比較低的頻率提前幾毫秒到達。這種模式提供了關於無線電波在穿越太空的過程中穿過的物質的資訊。天文學家認為宇宙中 обычный вопрос （普通物質）比我們在恆星和 галактика （星系）中看到的要多得多，他們懷疑缺失的物質位於 галактическое пространство （星系際介質）中。2020 年，一個團隊研究了少數 FRB，以估計它們的光穿過了多少物質，結果表明，這幾乎完全等同於那裡預期的物質數量。
最終目標是利用 FRB 繪製整個宇宙的物質分佈圖。來自某些 FRB 的光是 高кая степень поляризации （高度極化的）——它的波在飛行過程中被磁場旋轉——這可能揭示了關於其他 галактика （星系）或它們之間空間的磁場條件的資訊。與此同時，FRB 起源的謎團仍然存在。“我完全預計，在未來十年內，我們將獲得一到兩個以上的驚喜，就像我們甚至不知道應該尋找的銀河磁星一樣，這將極大地推動我們對它的理解，”彼得羅夫說。
如果一些非重複 FRB 來自 катаклизм （災難性）事件，例如 нейтронная звезда （中子星）碰撞在一起，正如許多天文學家所懷疑的那樣，它們也會產生 гравитационные волны （引力波）。如果射電望遠鏡在雷射干涉引力波天文臺 (LIGO) 或其在全球的對應機構看到爆炸的同時也看到了 гравитационные волны （引力波），這將使一些人傾向於這種可能性。如果這種碰撞產生了一顆磁星，那麼最初的 катаклизм （災難性）一次性 FRB 能否產生一個獨特的、重複的 FRB 源？時間會證明一切。
鑑於最近的歷史，洛裡默說，未來幾年可能會出現更多 FRB 的興奮點：“就在你認為事情即將平息時，你就會迎來一年，其中充滿了所有這些非凡的發現。”