快速無線電暴，你從哪裡來？

快速無線電暴，你從哪裡來？

文·韓雅璐

左圖中空白區畫的波浪線為2012年記錄到的一次快速無線電暴信號，以及2015年加拿大麥吉爾大學的天文學家發現的10個來自同一源頭的快速無線電暴爆發的波形圖。可以發現，這11個暴的波形、時間與流量都高度相似，這進一步表明它們來自同一個源。

■將新聞進行到底

最近，研究人員表示，他們接收到了外太空發來的神秘無線電信號。其實科學家們在工作中會接收到一些轉瞬即逝，持續時間僅數毫秒的宇宙無線電信號，但這一次的事情似乎與之前不太一樣。這次科學家們首次探測到來自銀河系外部同一目標區域反覆發出的短促無線電信號。這類信號被科學家稱作「快速無線電暴」，是遙遠宇宙中突然出現的短暫而猛烈的無線電波爆發，持續時間通常只有幾毫秒，卻能夠釋放出相當於太陽在一整天內釋放的能量。

這種快速無線電暴一直是一個未解之謎，直到現在科學家也沒弄清楚這種現象的來源和產生的原因。但是這次研究人員似乎又找到了一些關於快速無線電暴的新線索。

快速無線電暴是一次性事件？

脈衝星和間歇黑洞噴射的發生源頭會時不時的發射數量不等的電磁信號，但快速無線電暴並不會這樣，長久以來，天文學家們都認為這種現象的出現是一種一次性的事件，也就是說一個源頭只會發生一次。自從2007年被首次發現以來，科學家總共發現了17次快速無線電暴，但源頭均沒有重複過。

2015年4月18日，英國麥克爾斯菲爾德平方公里陣列射電望遠鏡組織的伊萬·基恩和他的研究團隊，使用了澳大利亞帕克斯射電望遠鏡，對一個名為「FRB 150418」的快速無線電暴進行了觀察，進而確定出它源於一個距離地球約60億光年的橢圓星系，紅移為0.492±0.008。根據探測到的流量與計算出的距離，這個射電暴的能量為8×1031焦耳，這個能量相當於太陽輻射20萬秒，即約2天。它最亮時的亮度無法確定，但肯定超過1.3×1035瓦特，是太陽亮度的3億倍。

這是首次被確定出精確距離的快速無線電暴。該快速無線電暴的射電餘輝經歷6天之後才完全不可探測到，其特徵與短伽瑪暴（短暴）的射電餘輝很類似，因此研究人員認為這個快速射電暴與短伽瑪暴同源，來自一次毀滅性的天體物理爆發事件，因此不是可重複的，而是一次性的。

快速無線電暴源自哪裡？

但此次，加拿大麥吉爾大學的天文學家一共發現了10個來自同一源頭的快速無線電暴信號，雖然現在不能確定具體的位置，但是可以肯定這些信號均來自銀河系外。這些信號是科學家們在對美國設在加勒比海波多黎各島上的阿雷西博射電望遠鏡的相關數據進行篩查時發現的，捕獲時間大致是去年的5月到6月間，其表現為數次短促的信號，性質與2012年記錄到的另外一次快速射電暴信號特徵吻合，其最大等離子體色散效應觀測值要比銀河系內射電源高出10倍左右。

德國馬克斯普朗克射電天文研究所的勞拉·斯皮特勒表示：「這些信號不但會重複，並且它們的亮度和光譜特徵都與其他類型的快速無線電暴有所不同。」

此前，鑒於快速無線電暴是一種一次性事件，科學家們認為它可能是由某種導致信號發射源自身被摧毀的災難性事件中產生的。這類事件可能包括兩顆白矮星撞在一起，造成超新星爆發，放出快速無線電暴；兩顆中子星（塌縮恆星的緻密內核）撞在一起，在它們激烈地合成一體之前，會放出快速無線電暴；一些中子星可能因自身質量太大塌縮成黑洞，或者發生爆炸，釋放出快速無線電暴。然而，此次最新發現顯示，一些快速無線電暴可能擁有其他更為永久性的來源。研究人員表示這種信號應該來自某些「非常特殊的天體」，比如快速旋轉、能量驚人的中子星。加拿大麥吉爾大學的維多利亞·卡斯皮教授認為，事實上可能存在著兩種不同類型的快速無線電暴。這種信號也很有可能最終被證明是宇宙快速無線電暴的一種新的種類。

中國科學院國家天文台研究員、太陽射電研究首席研究員顏毅華指出，因為目前對這種現象的特徵了解甚少，也沒有很好的對應理論模型來解釋，所以如果對它的特徵有更多更深入的了解肯定會對天文學的發展有所幫助。

它是外星人發的信號嗎？

搜尋地外文明計劃（Search for ExtraTerrestrial Intelligence，SETI）的共同創始人兼SETI研究中心前主任吉爾·塔特表示，一些快速無線電暴現象為什麼只能持續幾毫秒且不會重複發生的原因仍然還是一個謎。

她認為，這種現象可能是有智慧的外星物種在太空中接管一個星球的信號。「如果他們知道銀河系哪些星球上有生命活動，他們就很有可能按順序一個接一個的消除這些有生命跡象的星球。這可能就是快速無線電暴現象出現一次之後就再沒有出現的原因。」

那麼SETI的研究人員究竟如何才能確定信號到底是不是外星人發出的呢？其中的一項重要指標便是這個信號來源的距離。很顯然，如果這個信號來自地球軌道，或許是經由衛星或者太空碎片反射回地面的地球信號，那麼很顯然就可以將其剔除。為了進行這樣的分析，SETI必須建立獨立運行的望遠鏡設施來收集信號，以便藉助觀測設施之間信號的相互印證來排除很多干擾信號。隸屬於SETI「檢測後續任務組」的美國加州大學伯克利分校的丹·維爾海默表示：「當你擁有兩座觀測設施時，你就能夠利用三角測量法估算信號源的距離，從而判斷其是否來自地球附近。」

顏毅華在接受採訪時表示，作為天文學家，他對宇宙充滿敬畏，相信宇宙的神秘，因此反而傾向於認為宇宙中的確存在外星智慧文明。但他同時也指出，人類能接收到外星智慧文明信號的幾率很小，因為信號會隨著距離平方衰減。「要想更好的理解這些信號，一方面要製造精度更高的望遠鏡，另一方面還是要發現和積累更多的觀測樣本。」顏毅華說。

新發現不會又是烏龍吧？

在採訪期間，顏毅華還提到了關於無線電信號的一次科學烏龍事件。

很多年前，澳大利亞帕克斯天文台的科學家突然收到了一種異常強烈的、神秘無線電信號，自那時起，他們會陸續偵測到該信號，但地球上其他任何設備都從未接收到類似信號。在此後的十幾年間，科學家們試圖用各種研究和理論對這些神秘信號進行解釋，並將這個時隱時現、與快速無線電暴非常相似的神秘信號稱為「佩利頓」。為了解釋它的存在，科學家們提出了多種不同的理論，有人認為這是蒸發的黑洞發出的信號，也有人認為是中子星合并時發出的電磁脈衝，更有人堅信這是外星文明的通訊信號。

直到去年，科學家們才解開了這個困擾了他們多年的佩利頓謎團——這個神秘信號的源頭竟然是天文台的微波爐。在這之前，有部分科學家認為這個信號或許來自於太陽系內甚至就在地球附近，但他們做夢也沒想到信號源頭居然就在自己身邊——位於天文台員工廚房和訪客中心隔壁的微波爐。

經過若干次實驗後，研究人員發現，只有在那台微波爐還在運行時，強行打開爐門，微波爐突然停止工作，就會從爐門泄漏出一些微波輻射，與此同時，望遠鏡的天線正好朝向這邊。

這個低級錯誤一度讓天文學家顏面掃地。然而，他們表示並非所有快速無線電暴都是微波爐磁控管發射出來的。真正的快速無線電暴的持續時間都不超過10毫秒，而來自微波爐磁控管的無線電信號的持續時間大多達到200多毫秒甚至300多毫秒，短的也有約20毫秒。解開佩利頓謎團的天文學家則表示：「我們已經解決了佩利頓之謎，並增加了我們對快速無線電暴是真實存在的信心。」

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