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一道只持续数毫秒的无线电闪光,在宇宙漂泊了 100 多亿年,终于被人类望远镜捕捉

一道只持续数毫秒的无线电闪光,在宇宙漂泊了 100 多亿年,终于被人类望远镜捕捉、定位。悉尼大学牵头的国际团队,依靠南非 MeerKAT 射电望远镜与詹姆斯・韦布太空望远镜,找到了当前已知最远的快速射电暴 FRB 20240304B。它的发源地,是大爆炸过后约 30 亿年的星系,信号传播距离是过往已定位 FRB 纪录的两倍多。
自快速射电暴(FRB)被发现以来,它就是天文学最大谜团之一。它们来自银河系之外,转瞬即逝却释放出惊人能量。科学界提出多种猜想:一部分可能来自磁星;也有理论指向恒星碰撞;大众津津乐道的版本,则猜测是高等外星文明泄露的技术信号,只是到目前为止,没有任何假说能够彻底证实 FRB 的本源。FRB 20240304B 在 2024 年 3 月 4 日被 MeerTRAP 项目借助 MeerKAT 捕获。初步射电观测提示它极遥远,普通地面望远镜无法看清它昏暗微小的宿主星系,韦布强大的红外观测能力,测出红移 2.148,锁定了它的母星系。
这个宿主星系和大部分 FRB 的寄主截然不同:不是成熟巨大的星系,而是质量偏低、金属贫乏、正在疯狂诞生恒星的矮星系。这样年轻、造星旺盛的环境,给起源理论划出了边界:更支持**年轻磁星模型**—— 大质量恒星超新星爆发,留下磁场极强的中子星,短时间内就可以催生快速射电暴;而中子星并合需要漫长演化时间,很难出现在这种早期矮星系中。研究据此推断,至少一部分遥远 FRB,源头是新生磁星。
除了破解起源线索,这道百亿光年外的脉冲还有宇宙学价值。射电信号穿越星系之间的虚空时,会和沿途电离气体发生作用,不同频率的电波抵达地球存在微小时差。天文学家可以利用这个效应反推视线方向上隐藏的物质。
星系际介质、宇宙网本身几乎不可直接观测,而 FRB 如同穿透黑暗的手电,把这条漫长光路里的气体、磁场信息一并带出。这次发现,为绘制早期宇宙物质分布提供了珍贵的新探针。研究团队计划,后续搭配灵敏度更高的射电阵列,协同韦布红外观测,持续向宇宙更早阶段、靠近第一代恒星的时代,去寻找更多快速射电暴。