(来源:经济日报)
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记者从中国科学院获悉,近日,由中国科学院紫金山天文台牵头,联合国内外多家研究机构组成的研究团队,利用我国500米口径球面射电望远镜(“中国天眼”,FAST)取得重要突破——在国际上首次捕捉到重复快速射电暴的法拉第旋转量发生剧烈跳变并随后回落的详细演化过程。这一独特发现结果为“快速射电暴起源于双星系统”的假说提供了关键的观测证据,相关研究成果的论文于北京时间2026年1月16日在线发表在国际学术期刊《科学》上。
快速射电暴是宇宙中最神秘的射电爆发现象之一,其持续时间仅为数毫秒,却能在瞬间释放相当于太阳一整周辐射总和的巨大能量。自2007年被首次发现以来,其起源机制一直是天体物理学领域的重要谜团。科学界普遍推测其起源天体可能处于双星系统中,但长期缺乏直接观测证据支撑这一猜想。
为破解这一谜题,研究团队利用FAST的超高灵敏度优势,对重复快速射电暴FRB 20220529开展了长达2.2年的持续监测。在为期一年半的常规监测中,FRB 20220529的法拉第旋转量未有明显异常。但在2023年12月,研究团队观测到一个突破性现象:该暴源的法拉第旋转量突然急剧飙升到此前变化水平的约20倍,随后又在短短两周内回落至正常水平。这种剧烈、快速且可逆的磁环境变化,在快速射电暴研究史上尚属首次被记录。
科研团队开展进一步的模型比对与物理分析认为,若FRB 20220529起源于一颗孤立的中子星,现有理论无法解释如此大幅且快速的磁环境突变;而如果其处于双星系统中,来自伴星的剧烈活动(如星冕物质抛射)或双星轨道的特殊几何结构,能自然且合理地产生观测到的法拉第旋转量“跳变-回落”事件。这一发现为快速射电暴的“双星起源”模型提供了强有力的观测支撑。
值得关注的是,FRB 20220529属于信号暗弱的暴源,其多数爆发难以被其他望远镜有效探测。此次突破的取得,既得益于FAST无与伦比的灵敏度——能捕捉到极微弱的射电信号,也离不开研究团队创新的数据处理方法,从海量观测数据中精准提取出关键偏振信息。在事件发生前后,科研团队与FAST运行和发展中心高效协同,及时调整观测策略,确保了整个演化过程的数据完整性,充分展现了我国大科学装置的技术优势与科研团队的协作能力。
据了解,作为我国自主设计、建造并运行的世界最大单口径射电望远镜,FAST自投入使用以来,已在纳赫兹引力波探测、脉冲星搜寻、快速射电暴研究、中性氢观测等多个前沿领域持续产出突破性成果。这不仅大幅提升了我国在全球射电天文领域的学术话语权与国际影响力,更以实打实的观测数据和科学发现,彰显了我国自主重大科技基础设施的核心实力——从关键技术自主可控到科学产出持续领跑,FAST用实践证明了我国在高端科技装备研发与基础研究领域的硬实力,为人类探索宇宙未知、拓展认知边界贡献了独具价值的中国智慧与中国方案。(经济日报记者 沈慧)
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