天文|重复的宇宙射电爆发遵循怪异的157天周期
快速射电暴 ， 或称FRB（Fast radio bursts） ， 已经困扰了天文学家们几十年 ， 但这种现象的来源仍不清楚 。 在一次较新的探测中 ， 意外识别出了一个周期异常长（157天）的快速射电暴现象 ， 这让我们对于这种神秘的宇宙脉动有了全新的认识 。
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艺术家想象的快速射电暴的来源（图上显示为蓝色） ， 是一颗与伴星（粉色）组成双星系统的星球 。 图片来自：Kristi Mickaliger
根据《皇家天文学会月报》刊登的研究 ， 有什么东西——我们目前还不知道是什么——在向宇宙深空中发射短波高能的无线电波 ， 并且遵循着一定的规律 。
这种射电暴的来源被命名为FRB 121102 ， 它位于距离地球30亿光年外的一个矮星系中 。 最新探测结果表明这种现象的周期为157天 ， 其中90天FRB 121102是活跃的 ， 而在剩下的67天中却陷入静默 ， 不断重复 。
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图：FRB 121102脉冲信号的动态谱 图源：《皇家天文学会月报》Possible periodic activity in the repeating FRB 121102
曼彻斯特大学的天文研究者们发现了这种规律 ， 他们在过去四年间使用洛弗尔望远镜(Lovell Telescope)观测快速射电暴现象 。 这次探测捕捉到了32次显著的射电脉冲 ， 和之前的探测结果加以比对 ， 最后得出了上文的结论 。 FRB 121102是目前已经探测到的两个快速射电暴现象之一 ， 另一个是FRB 180916.J10158+56 ， 但这种以长达157天为周期的现象是直到现在才发现的 。 这次新的研究项目由曼彻斯特大学的天文学家菈杰伟德（Kaustubh Rajwade）牵头 。
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图：Lovell望远镜
快速射电暴现象最初在2007年被发现 ， 一度被认为是由某些仅会发生一次的事件导致的 ， 比如说恒星的爆炸 ， 但探测到重复出现的射线暴迫使我们重新思考它的来源 。 目前理论提供的可能性包括：具有强磁场的中子星（磁星）自转、超大质量天体的合并、超大黑洞甚至是外星文明的活动 。
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另外一个重要信息是 ， 去年加拿大科学家们发现FRB 180916.J10158+56也具有一定规律 。 它的耀斑期为四天 ， 并在之后12天沉寂 ， 以16天为周期 ， 这大约是FRB 121102的157天周期的十分之一 。 这对天文学家来说 ， 是确定这种怪异现象来源的另一个重要根据 。
并没有参与这次研究项目的哈佛大学天文学家艾维·劳埃伯(Avi Loeb)认为 ， 对这种157天周期的“最自然的解释”应该包含一个源头天体 ， 例如一颗年轻的中子星围绕另一颗伴星旋转 ， 在行进到轨道的某一部分时 ， 放射出的无线电波恰好对准我们的大致方位 。 另一种可能 ， 他说 ， 这颗伴星并不是中子星而是一颗普通恒星或者和太阳质量相当的恒星遗体 。
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“0.43年的间隔期对应的是——他们相距半个天文单位 ， ”劳埃伯告诉采访人员 。 “如果射电暴的来源在相反的方向也会释放电波 ， 那么可能这157天只是它轨道周期的一半——这样的话他们之间的距离和日地距离接近 。 ”
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还有一种几乎被排除的可能性是摆动的磁星 ， 曼彻斯特大学的发布会中说：
重复出现的快速射电暴也可由进动现象解释 ， 比如一颗高度磁化的中子星 ， 它的磁轴线发生进动 。 但根据现有的数据 ， 科学家们认为这很难解释这一157天的周期 ， 因为考虑到这种星球有强大的磁场 。
也可能FRB 121102和FRB 180916.J10158+56虽然都具有周期性的现象 ， 但是由两种截然不同的现象产生的 。 显然 ， 我们关于射电暴还有许多需要学习的地方 。 就像劳埃伯对采访人员说的 ， 对这两个射电暴“还需要更多的数据来确认它们的周期性 。 ”
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我们也许还无法理解这些射电暴 ， 但它们是真实存在的 。 它们是如此的真实 ， 以至于我们用它们来解决遗留下来的科学问题 ， 比如说有项目正在研究的 ， 宇宙中失踪的物质都去了哪里 。
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