中國天眼，當今世界上最強大的單口徑射電望遠鏡，自從建成那天開(kāi)始，大家就在關(guān)注它能取得怎樣的發(fā)現。最近，我國科學(xué)家向世界證明，它確實(shí)擁有無(wú)與倫比的觀(guān)測能力。
北京時(shí)間2022年6月9日，國際著(zhù)名學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志發(fā)表了我國科學(xué)家的重大發(fā)現，中國天眼在人類(lèi)歷史上首次發(fā)現了宇宙中持續活躍的快速射電暴，這對于人類(lèi)了解這種神秘的宇宙現象有著(zhù)重要的意義。
中國天眼，全稱(chēng)叫做500米口徑球面射電望遠鏡，簡(jiǎn)稱(chēng)FAST，天眼只是它的昵稱(chēng)。它的口徑達到了500米，比此前的世界之首——阿雷西博射電望遠鏡的350米口徑大了一半，綜合觀(guān)測能力也是后者的10倍。
不過(guò)，很多人幾乎只聽(tīng)過(guò)它的名字，不了解它的作用。我們經(jīng)常介紹的系外行星的發(fā)現、黑洞照片的拍攝、河外星系的特點(diǎn)等等天文發(fā)現，從來(lái)都不是來(lái)自FAST。這也讓很多人困惑：我們建造了這臺望遠鏡，到底有什么用呢？
實(shí)際上，FAST的功能強大是毋庸置疑的，只不過(guò)它發(fā)揮作用的領(lǐng)域不屬于上面幾條中的任何一個(gè)。望遠鏡能夠發(fā)揮怎樣的作用，不僅取決于口徑的大小，還取決于它觀(guān)測的頻段。我們知道，光和無(wú)線(xiàn)電、伽馬射線(xiàn)等都屬于電磁波，只不過(guò)頻率不同罷了。一臺望遠鏡只能專(zhuān)注于一個(gè)或者幾個(gè)相鄰的頻段，而不能覆蓋所有的電磁波。
FAST就是這樣的，它的觀(guān)測頻率是從70到3000MHz。以拍攝黑洞照片為例，天文學(xué)家需要的是亞毫米級的望遠鏡，而我國的FAST最短只能接收到分米級的電磁波。換句話(huà)說(shuō)，雖然都是天文望遠鏡，但它們并不完全相同。
盡管FAST觀(guān)測的對象并不是這些常被人們提起的宇宙天體，但這不代表著(zhù)它不重要。實(shí)際上，它最近取得的一項發(fā)現，對于天文學(xué)家們來(lái)說(shuō)可謂是重磅消息，那就是快速射電暴。
所謂的快速射電暴，是天文學(xué)家在2007年才第一次發(fā)現的宇宙現象?？疵志椭?，它有兩個(gè)特點(diǎn)，分別是快和暴?？熘傅氖浅霈F和消失都很快，一般每一次只能持續幾毫秒；暴指的是能量巨大，盡管轉瞬即逝，但它釋放的能量可以達到太陽(yáng)一天的輻射量！
這么牛叉的宇宙現象，天文學(xué)家自然想多了解一些?？墒?，它就是喜歡保持神秘感，來(lái)無(wú)影去無(wú)蹤。發(fā)生的時(shí)候沒(méi)有任何先兆，讓天文學(xué)家沒(méi)有任何準備；出現的時(shí)候只有幾毫秒，來(lái)不及反應；消失之后就不會(huì )再次出現，后悔都來(lái)不及。
因此，這15年來(lái)，即便全球范圍內已經(jīng)公布了將近500例快速射電暴，天文學(xué)家仍然一直搞不清快速射電暴到底是怎么產(chǎn)生的。
咱們剛才說(shuō)了，快速射電暴之所以神秘，有一個(gè)重要原因就是來(lái)去不定。如果它能夠重復出現，那么對于天文學(xué)家的觀(guān)測來(lái)說(shuō)將有重要的幫助。
2016年的時(shí)候，天文學(xué)家首次發(fā)現重復爆發(fā)的快速射電暴，這讓他們非常興奮，它打開(kāi)了快速射電暴研究的新大門(mén)。
而我國天文學(xué)家的發(fā)現更厲害，他們觀(guān)測到了在人類(lèi)歷史上首次發(fā)現了宇宙中持續活躍的快速射電暴。這個(gè)快速射電暴不僅重復出現，而且非?；钴S，它的特殊性是天文學(xué)家了解這種現象的關(guān)鍵。
實(shí)際上，這個(gè)快速射電暴早在2019年5月2日就被FAST發(fā)現了，其發(fā)現者是國家天文臺牛晨輝博士，他根據發(fā)現日期將它命名為FRB 20190520B。要知道，那個(gè)時(shí)候FAST還沒(méi)有通過(guò)國家驗收。
自從被發(fā)現的那一天起，FRB 20190520B就表現出了它的與眾不同。據介紹，3年前它就非?；钴S，在同一個(gè)波束掃過(guò)的10秒鐘內，科學(xué)家們看到了3次爆發(fā)，而20秒后，另外一個(gè)波束掃到相鄰位置時(shí)又探測到1次爆發(fā)。
通過(guò)觀(guān)測這4次爆發(fā)，我國天文學(xué)家縮小了它的范圍。隨后，他們通過(guò)以往的光學(xué)望遠鏡數據，尋找到了它的宿主星系。接下來(lái)，我國天文學(xué)家利用美國帕洛瑪 200 英寸望遠鏡和凱克望遠鏡進(jìn)一步觀(guān)測，確定了這個(gè)星系的紅移值是0.241，換算下來(lái)就是位于33億光年外。
通過(guò)綜合射電干涉陣列、光學(xué)、紅外望遠鏡以及空間高能天文臺等多種設備的觀(guān)測和分析，天文學(xué)家發(fā)現，FRB 20190520B處在一個(gè)貧金屬的矮星系中，確認近源區域擁有目前已知的最大電子密度。研究人員指出，這個(gè)活躍重復暴附近環(huán)境存在著(zhù)類(lèi)似超亮超新星爆炸的特征，這對于人類(lèi)來(lái)說(shuō)也是全新的認知。
中國科技大學(xué)天文系教授戴子高介紹，關(guān)于快速射電暴，有三個(gè)問(wèn)題最為關(guān)鍵，那就是它的物理起源、輻射機制和周?chē)h(huán)境。而FRB 20190520B的發(fā)現和觀(guān)測，有助于我們理解快速射電暴的周?chē)h(huán)境和物理起源。
據報道，這一次重大發(fā)現來(lái)自于FAST的“多科學(xué)目標同時(shí)巡天（CRAFTS）”，該項目迄今為止已經(jīng)至少發(fā)現了6例新的快速射電暴。FAST的年觀(guān)測時(shí)長(cháng)超過(guò)5300小時(shí)，效率極高，觀(guān)測時(shí)間非常充裕。毫無(wú)疑問(wèn)，它未來(lái)還將發(fā)現更多的快速射電暴。
快速射電暴現象的發(fā)現者鄧肯·洛里默表示：這種宇宙現象很可能有著(zhù)不同的分類(lèi)，這需要人類(lèi)觀(guān)測樣本的不斷增長(cháng)。他大膽推測，在未來(lái)幾年的時(shí)間里，天文學(xué)家有望撥開(kāi)快速射電暴神秘的面紗。
鑒于目前人類(lèi)的觀(guān)測設備，能夠幫助天文學(xué)家完成這一成就的，很有可能就是我們的中國天眼了！
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