首先我們探測到了它們。然後我們證明它們來自太空。接下來我們定位了其中一個的宇宙誕生地。現在我們又定位了另一個的，使人類比以往任何時候都更接近解決宇宙的又一個謎團。自十年前被發現以來，快速射電暴（FRB）一直困擾著天文學家。這些奇怪的射電波從天空的各個方向出現，它們的起源仍然大多未知。但在這一科學探索中，天文學家探測和研究的每一個新的FRB都是一塊拼圖，最終，專家說，完整的圖景將會被揭示。“類比就像爬山，”康奈爾大學的詹姆斯·科德斯說。“我們已經爬了很遠的路。但頂峰仍然遙遙在上。”
在6月27日出版的《科學》雜誌上，由澳大利亞聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）的基思·班尼斯特領導的天文學家向那個崇高的頂峰邁出了關鍵一步。該團隊宣佈，他們成功地確定了一個距離地球約36億光年的FRB的家園，這是第二次發現此類現象。繼早期的觀測之後，在2017年，第一個FRB（稱為FRB 121102）的家園被追蹤到距離我們稍近的矮星系中的一個恆星形成區域，只有30億光年遠。然而，這一次有兩個主要的奇怪差異。與它的前身不同，最新的FRB，稱為FRB 180924，是非重複的，這使得定位特別棘手。此外，也許更重要的是，更新的FRB來自一種非常不同的星系，這可能會對FRB的產生方式產生重大影響。
“[FRB 180924的家園]與唯一已知的其他宿主星系非常不同，”班尼斯特說。“它比那個星系大約大1000倍，或者比銀河系稍微小一點，這真的很有趣。因為第一個發現的[宿主FRB]星系是非常活躍地形成恆星。所以這個是一個大星系，而且它能形成FRB有點令人驚訝，因為我們認為FRB來自特殊的地方。我們在這裡看到的是，非常良性、看起來很正常的星系也能產生FRB。”
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第一個FRB是在2007年被發現的，由當時的物理學本科生大衛·納克維奇、天文學家鄧肯·洛裡默和他們的同事使用澳大利亞的帕克斯射電望遠鏡發現的。在研究2001年的資料時，他們發現了一次持續僅五毫秒的明亮射電波爆發，它似乎起源於天空中小麥哲倫雲附近的一個區域，小麥哲倫雲是銀河系的衛星矮星系。不久之後，其他天文學家團隊也開始在帕克斯的資料中發現自己的FRB。2013年揭示的後續一批暗示，FRB是真正的宇宙現象，有些似乎發生在距離地球100億光年之遠的地方。隨著探測次數的增加，很明顯，無論FRB是什麼，它們肯定不是罕見的，而是定期出現在整個天空中的。天文學家從大本營開始的艱苦旅程開始了。
隨著FRB的積累，關於其成因的理論也隨之而來。“很長一段時間，我們都開玩笑說，關於FRB的模型比探測到的FRB還多，”康奈爾大學的沙米·查特吉說。人為的無線電干擾（例如來自頭頂衛星甚至附近微波爐的錯誤訊號）是最早的建議之一——特別是因為當時所有已知的FRB都只是透過帕克斯望遠鏡發現的。當科學家開始使用其他望遠鏡（例如，波多黎各的阿雷西博天文臺的巨型射電望遠鏡）發現FRB時，該理論被駁倒了，該望遠鏡發現了FRB 121102。隨著陸地來源被消除，天文學家專注於更超凡脫俗的解釋，推測FRB可能是蒸發黑洞的嗝聲，甚至是來自外星文明的星際傳輸。
然而，FRB 121102使問題變得更加複雜，因為在2016年，它被證明可以重複。這種重複帶來了一個重要的含義：一些FRB——也許是全部——不可能由一次性的災難性事件引起，例如恆星碰撞或黑洞消亡。相反，它們需要從非破壞性過程中出現，例如來自磁星（快速旋轉且通常是新生的中子星，擁有極其強大的磁場）的罕見爆發。現在，FRB 180924使問題變得更加複雜，因為它的來源似乎是一個相對平靜的、充滿老恆星的類似銀河系的星系，而不是先前定位的FRB的更活躍的星系，在那裡更有可能找到磁星。“因此，您不會真正贊成磁星模型，”班尼斯特說。“這個觀察結果並沒有排除它，但它肯定對該模型是否對這種情況有用提出了質疑。”相反，班尼斯特指出，可能需要某種更奇特的變體中子星爆發或一次性碰撞模型。
精確定位這個FRB的位置並非易事。對於重複的FRB，天文學家確切知道使用望遠鏡在哪裡觀察，以便監測並跟進每一次單獨的閃光。但是，定位非重複FRB需要研究人員觀察大塊的夜空以檢測到它，然後快速使用其他望遠鏡進行調查。在這種情況下，班尼斯特和他的團隊首先使用澳大利亞平方千米陣探路者（ASKAP）射電望遠鏡的36個天線來發現FRB，接下來轉向智利的甚大望遠鏡和夏威夷莫納克亞山上的凱克望遠鏡進行額外觀測，揭示了它的宿主星系。（值得注意的是，FRB 180924很可能會重複，儘管是在目前阻止進一步探測的時間尺度和強度下。無論如何，定位它的挑戰是相同的。）
由於詳細研究FRB需要如此多的望遠鏡，人們可能會想知道為什麼如此密集的努力是合理的。答案是，這些神秘的爆發可以用作星系間物質的獨特探測器。當來自FRB的射電波傳播到地球時，它們會穿過存在於整個星際空間中的電離氣體，並根據它們沿途遇到的物質多少而變形。“來自爆發的射電波會受到這個影響，”澳大利亞斯威本科技大學的瑞安·夏農說，他是這篇新論文的合著者。“我們基本上能夠計算出視線上的整個電子密度。這使我們能夠測量物質的總密度。”
透過定位越來越多的FRB，天文學家希望不僅瞭解這種現象本身，而且還了解整個宇宙，將這些難以捉摸的事件構建為前所未有的強大宇宙結構和演化探測器。“兩個樣本不是很有用，”阿姆斯特丹大學的艾米麗·彼得羅夫說。即便如此，她說，“實際上，最先確定的兩個宿主星系彼此之間不可能更不相同，這很有趣。”
現在有多個專案專注於尋找越來越多的FRB，其中最主要的是加拿大氫強度測繪實驗（CHIME）射電望遠鏡。但是許多專案缺乏ASKAP的精度，這意味著在追蹤FRB的根本來源和成因方面仍然存在相當大的挑戰。“我會說這個結果是對CHIME的補充，”多倫多大學的Cherry Ng說，她是FRB搜尋團隊CHIME的成員。“CHIME的定位能力有限。它本身[無法]精確定位宿主星系。ASKAP看到的FRB可能會更少，但它們能夠提供精確的定位。”
目前，FRB的謎團仍然存在，但科學家表示他們正在越來越接近突破。CHIME和其他專案的天文學家預測，僅在2019年就將發現數百個額外的FRB。這個預測可能相當保守的事實證明了該領域在短短十年內的發展速度有多快。峰頂可能很快就會觸手可及。“我們不是在談論幾十年，”查特吉說。“在幾年內，我們將獲得大量的這些定位。然後，就取決於理論家們提出機制了。”