在中國科學(xué)院國家天文臺（以下簡稱國家天文臺）研究員李菂研究組里，“90后”博士后牛晨輝的外號是“巨星”，當初得名僅僅是因為他在一張合照里顯得格外高大魁梧。

而在尋找快速射電暴（FRB）的征途上，牛晨輝正奮力朝著名副其實的“巨星”努力。

北京時間6月9日，李菂領(lǐng)導(dǎo)的國際團隊在《自然》發(fā)表文章，報道了他們在“中國天眼”FAST（500米口徑球面射電望遠鏡）的幫助下，發(fā)現(xiàn)了迄今為止唯一一例持續(xù)活躍的重復(fù)快速射電暴，并將其命名為“FRB 20190520B”。后續(xù)多臺國際設(shè)備天地協(xié)同觀測，將它的“家鄉(xiāng)”鎖定在一個距離地球30億光年的貧金屬矮星系。牛晨輝正是該論文的第一作者。

作為世界上最大的單口徑望遠鏡，F(xiàn)AST在“多科學(xué)目標同時巡天（CRAFTS）”優(yōu)先重大項目支持下，開展快速射電暴搜尋，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)至少6例新FRB，為揭示宇宙中這一神秘現(xiàn)象的機制、推進天文學(xué)這一全新領(lǐng)域的研究作出獨特的貢獻。

在中國科學(xué)院6月7日舉行的新聞發(fā)布會上，回首FAST過去20多年的建設(shè)史，國家天文臺FAST運行和發(fā)展中心常務(wù)副主任、總工程師姜鵬倍感欣慰。他打趣說：“當時的艱辛一度讓人對未來產(chǎn)生迷茫。早知道FAST能有這么多收獲，我們或許會更加賣力！”

再也不見的“眨眼”

快速射電暴是宇宙中最明亮的射電爆發(fā)現(xiàn)象，2007年才被首次發(fā)現(xiàn)。其可以拆分成“快速”“射電”“暴”三個部分來理解。其中，“快速”意指爆發(fā)持續(xù)時間非常短?！叭艘徽Ｑ鄣墓し虼蠹s300毫秒，F(xiàn)RB持續(xù)的時間是1毫秒，比眨眼瞬間還要快許多?！迸３枯x介紹說。

而“射電”意指所在的電磁波波段；“暴”意指劇烈爆發(fā)現(xiàn)象，不用1毫秒就能釋放太陽大約一整年輻射出的能量。

那么問題來了，究竟是什么東西能在比“眨眼”還短的瞬間爆發(fā)出如此高的能量？是外星人發(fā)來的信號嗎？對此，李菂的看法是，“目前科學(xué)上已知的證據(jù)并沒有支持FRB起源于外星人這樣的‘超自然’現(xiàn)象，科學(xué)家認為FRB可能起源于中子星或矮星系”。

很長時間以來，同一個FRB往往只能被探測到一次，好比宇宙深處每一次的“暗送秋波”轉(zhuǎn)瞬即逝，再也不出現(xiàn)，自然也看不清、找不到那個“眨眼睛的人”——“再見，再也不見”。

直到2016年，一次重復(fù)的“眨眼”才被美國阿雷西博望遠鏡探測到，它被命名為FRB 20121102A。隨著觀測設(shè)備不斷升級，全球公布了近500例FRB，只有不到10例有活躍爆發(fā)。但即使是重復(fù)爆發(fā)的FRB也有其窗口期，一旦窗口期過去，它又躲進茫茫黑暗中?？茖W(xué)家所期待的那些一直“眨眼”的持續(xù)活躍的重復(fù)快速射電暴，久久沒有出現(xiàn)。

20秒4次 “一眼”萬年

轉(zhuǎn)機發(fā)生在2019年5月20日的夜里，矗立在貴州平塘一隅的FAST一如既往仰望蒼穹。500米的大口徑讓它具有探測電磁波的高靈敏度，盡力傾聽宇宙的聲音?！班郑?，嘀……”一個波束掃過的10秒內(nèi)，F(xiàn)AST看到了3次“眨眼”。20秒后，另外一個波束掃到相鄰位置時又探測到1次“眨眼”。

牛晨輝在龐雜的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了20秒內(nèi)的4次脈沖信號，他感到又驚又喜：又一個重復(fù)的FRB？！隨即，科研工作者的理智讓他冷靜下來，在排除脈沖星和射電干擾后，他才確定該脈沖的確來自于一個新的FRB，并按照用探測日期命名的慣例，將其命名為FRB 20190520B。

在后續(xù)觀測中，他和同事們又發(fā)現(xiàn)新的驚喜，F(xiàn)RB 20190520B不僅是重復(fù)的，還是沒有爆發(fā)窗口的持續(xù)活躍的快速射電暴。最新發(fā)表的這篇論文中，他們確認，這是世界首例持續(xù)活躍的重復(fù)快速射電暴。

“20190520，依舊520?！逼綍r科研中相當嚴謹?shù)呐３枯x感到一種無法用語言表達的奇妙緣分?！八某掷m(xù)活躍，似乎是在那次‘一眼萬年’的邂逅之后，和FAST演繹著一場永久的愛情?！?/p>

30億光年外“尋家”

科研工作沒有止步于浪漫的想象中。科研人員迅速開展了對這一特別FRB的全方位探索。

為了精確定位它的“家鄉(xiāng)”，李菂研究團隊發(fā)起了國際合作。團隊通過與美國甚大陣列望遠鏡、美國帕洛瑪200英寸望遠鏡和凱克望遠鏡、加拿大—法國—夏威夷望遠鏡和日本斯巴魯近紅外光學(xué)望遠鏡等合作，確定了其“宿主星系”是距離地球30億光年的貧金屬的矮星系。

李菂強調(diào)，“雖然全球各地的望遠鏡由不同國家投資建設(shè)，但我們面對的是同一片天空，天文學(xué)是全人類的共同追求?！?/p>

同時，“色散值”這一特征數(shù)據(jù)表明，F(xiàn)RB 20190520B的近源電子密度遠高于其他FRB，表明在其宿主星系傳播路徑中經(jīng)過了復(fù)雜的電子密度分布。簡單地說，其宿主星系的環(huán)境十分復(fù)雜，以至于劇烈的射電暴在離開“老家”時歷盡艱辛，此后抵達地球的旅程反而相對順利。

FRB領(lǐng)域創(chuàng)始人鄧肯·洛里默對此評價說：“基于上述認識，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(xù)增長，預(yù)計未來幾年內(nèi)，我們能夠揭開快速射電暴神秘的面紗。”

此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)RB 20190520B與FRB 20121102A有著“孿生兄弟”般的相似度，包括附近都伴隨有持續(xù)射電源對應(yīng)體、都極為活躍并擁有復(fù)雜的電磁環(huán)境等?！八鼈冇锌赡艽砹丝焖偕潆姳┭莼脑缙陔A段?！迸３枯x告訴《中國科學(xué)報》。

如今，發(fā)現(xiàn)FRB 20121102A的阿雷西博望遠鏡已經(jīng)因為年久失修而坍塌，接力棒則交到了FAST手上。李菂期待，在“快速射電暴巡天”優(yōu)先重大項目支持下，F(xiàn)AST的持續(xù)觀測有望建立全新的FRB演化圖景。

當然，接過“接力棒”的還有牛晨輝。他永遠銘記已經(jīng)故去的親手建造FAST的南仁東先生的一句話：“最好的天文設(shè)備實際上是修給下一代的天文學(xué)家，修給現(xiàn)在在讀和將要入學(xué)的年輕人?！?/p>

“我就是當年先生口中的‘年輕人’，能夠站在巨人的肩膀上，我深感幸運?！迸３枯x表示。

記者 甘曉