中新網(wǎng)北京12月26日電 (記者 孫自法)在“天外來客”的快速射電暴(FRB)研究領(lǐng)域，罕見的重復(fù)快速射電暴最受關(guān)注，它們有何共同特征也吸引天文學(xué)家持續(xù)聚焦研究。
來自中國科學(xué)院國家天文臺的消息說，該臺研究員李菂團隊通過系統(tǒng)分析被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST)的快速射電暴觀測數(shù)據(jù)，精細(xì)刻畫出動態(tài)宇宙的射頻偏振特征，最新研究揭示圓偏振可能是重復(fù)快速射電暴的共有特征。
這一重要天文觀測發(fā)現(xiàn)及研究的成果論文，北京時間12月26日以封面文章形式在中國科技期刊卓越行動計劃綜合性領(lǐng)軍期刊《科學(xué)通報》(Science Bulletin)發(fā)表。天文學(xué)家認(rèn)為，該成果將加深人們對于快速射電暴輻射機制的了解，并有望最終揭示這一神秘天體物理現(xiàn)象的起源。
中科院國家天文臺介紹說，快速射電暴(FRB)是宇宙中射電波段最強烈的爆發(fā)現(xiàn)象，其在毫秒量級的時標(biāo)內(nèi)可以釋放太陽一天、一月甚至一年的能量，與之對應(yīng)的輻射機制與起源則尚未可知。自2007年人類發(fā)表第一例快速射電暴以來，也催生出一個飛速發(fā)展的全新天文觀測研究領(lǐng)域。到目前為止，已有超過600個快速射電暴源被探測到，其中絕大多數(shù)只有一次探測，不到5%的快速射電暴觀測到重復(fù)爆發(fā)，當(dāng)中不到10例相對活躍。
同時，作為電磁波的基本屬性之一，偏振攜帶著光源本征的輻射特征以及光線傳播環(huán)境的關(guān)鍵信息。一般的光源，包括白織燈和大多數(shù)恒星例如太陽，屬于非偏振光源，而在幾乎所有重復(fù)爆發(fā)的快速射電暴中都曾探測到線偏振，但圓偏振較為罕見，此前只有一例重復(fù)暴FRB 20201124A中有圓偏振的報道。
李菂團隊指出，本次系統(tǒng)分析研究中，F(xiàn)RB 20121102A是第一例被發(fā)現(xiàn)的重復(fù)暴。FRB 20190520B是“中國天眼”巡天發(fā)現(xiàn)的首例持續(xù)活躍重復(fù)暴。作為數(shù)百例快速射電暴中唯二的擁有射電持續(xù)源(PRS)的爆發(fā)源，它們可能代表了特殊的起源或者特殊的演化階段。通過深度監(jiān)測，“中國天眼”捕獲到這兩源的極端活躍期，積累了大量寶貴觀測數(shù)據(jù)，使研究人員得以嘗試精細(xì)刻畫動態(tài)宇宙中這一神秘現(xiàn)象的偏振特征。
在此基礎(chǔ)上，科研團隊通過系統(tǒng)分析“中國天眼”對FRB 20121102A和FRB 20190520B的觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)這兩個重復(fù)暴均有不到5%的少量爆發(fā)存在圓偏振輻射特征，圓偏振度最高可達64%。如此高的圓偏振度限制了圓偏振來自多路徑傳播，其可能的機制有極端磁場環(huán)境中的“法拉第轉(zhuǎn)換”或者是快速射電暴源的本征特征。據(jù)團隊目前測算，圓偏振在非重復(fù)快速射電暴脈沖中出現(xiàn)的概率高于重復(fù)暴。顯示無論哪種機制，重復(fù)暴產(chǎn)生圓偏振的條件更為苛刻。
李菂團隊表示，基于“中國天眼”觀測數(shù)據(jù)的這項發(fā)現(xiàn)，將有圓偏振重復(fù)暴的樣本數(shù)量從1增加到3。同時，作為為數(shù)不多的活躍重復(fù)暴，F(xiàn)RB 20121102A、FRB 20190520B和FRB 20201124A圓偏振的探測暗示，圓偏振可能是重復(fù)快速射電暴的共有特征。(完)
