包括香港大學（HKU）物理系科學家在內的國際研究團隊的天文學家發現了迄今為止最明確的證據，證明一些快速射電爆發起源於雙星系統。快速射電爆發（FRB）是極其強大的無線電波閃光，僅持續幾毫秒，來自遙遠的星系。到目前為止，人們普遍認為這些信號來自單個孤立的恆星。
新的結果表明，至少有一些快速射電暴源是恆星對的一部分，其中兩顆恆星相互繞轉。這一發現重塑了長期以來關於這些神秘信號從何而來以及如何產生的假設。
該團隊利用貴州的五百米口徑球面望遠鏡（FAST）實現了這一突破，該望遠鏡被譽為“中國的天眼”。在對距地球約 25 億光年的 FRB 進行反復觀測時，研究人員發現了一個獨特的信號，表明附近存在一顆伴星。該研究結果發表在《科學》雜誌上，基於近 20 個月的詳細監測。
一個罕見的跡象表明有一顆伴星
無線電波攜帶著有關它們所穿過的空間的線索，包括極化的變化。通過研究這些變化，天文學家可以了解 FRB 源周圍的環境。在觀察過程中，研究小組發現了一種被稱為“RM耀斑”的不尋常事件。這涉及無線電信號的極化特性的突然且劇烈的變化。
研究人員認為，這種輝光是由伴星的日冕物質拋射（CME）引起的。這樣的爆炸會釋放出濃密的磁化等離子體雲，當快速射電暴源穿過視線時，會暫時改變其周圍的空間。
香港大學物理系天體物理學講座教授、香港天文及天體物理研究所創始所長、該論文的通訊作者張平教授說：“這一發現為至少一些反復出現的快速射電暴的起源提供了明確的證據。” “證據強烈支持存在一個包含磁星的雙星系統——一顆具有極強磁場的中子星，以及一顆像我們的太陽一樣的恆星。”
為什麼快速無線電爆發的頻率很重要？
快速射電爆發會在很短的時間內釋放大量能量，儘管它們只持續幾毫秒。大多數快速射電暴僅被檢測到一次，這使得它們難以研究。然而，較小的群體重複出現，為天文學家提供了難得的機會來跟踪隨時間的變化並檢測模式。
自 2020 年以來，FAST 一直通過張平教授領導的專門 FRB 基礎科學項目密切監測快速射電暴的頻率。其中一個名為 FRB 220529A 的來源成為這一新發現的關鍵。
張平教授表示：“FRB 220529A經過幾個月的監測，最初看起來並沒有什麼異常。” “然後，經過17個月的長期監測，真正有趣的事情發生了。”
跟踪信號的突然變化
眾所周知，快速無線電爆發具有大約 100% 的線性極化。當無線電波穿過磁化等離子體時，它們的極化角隨頻率而變化，這一過程稱為法拉第旋轉。這種效應是使用稱為旋轉比例 (RM) 的值來測量的。
該研究的第一作者、紫金山天文台和中國科學技術大學的李毅博士說：“到 2023 年底，我們發現 RM 突然增加了一百多倍。”
“然後 RM 在兩週內迅速下降，回到之前的水平。我們稱之為‘RM 耀斑’。
這種短暫但強烈的變化對應於穿過快速射電爆發和地球之間路徑的密集磁化等離子體雲。
“一個自然的解釋是附近的一顆伴星噴射出這種等離子體，”張平教授解釋道。
“這樣的模型可以很好地解釋觀察結果，”該論文的共同第一作者、雲南大學教授楊元培教授說。 “所需的等離子體質量相當於太陽和銀河系中其他恆星發出的日冕拋射。”
儘管在如此遙遠的距離處無法直接看到伴星本身，但通過 FAST 望遠鏡和澳大利亞帕克斯望遠鏡正在進行的射電觀測，它的存在已經變得清晰起來。
快速射電暴的更廣闊前景
該信件的主要作者、紫金山天文台和中國科學技術大學的吳雪峰教授說：“這一發現是通過使用世界上最好的望遠鏡的持續觀測和我們專門研究團隊的辛勤工作而得以實現的。”
研究結果還支持了張平教授及其合作者提出的更廣泛的理論框架。在這個模型中，所有快速射電爆發都是由磁星產生的，而雙星系統內的相互作用有助於創造條件，允許其中一些源發射頻繁重複的爆發。持續的長期監測可能有助於科學家確定雙星系統在 FRB 源中的常見程度。
合作與支持
這項研究涉及香港大學、紫金山天文台、雲南大學、中國科學院國家天文台等機構的科學家。紫金山天文台吳雪峰教授、國家天文台蔣鵬教授和朱偉偉教授以及香港大學物理系張兵教授為共同作者。
資金來自中國國家自然科學基金委員會以及其他國家和國際資助。觀測時間由 FAST FRB 重點科學項目（W.-W. Zhu 和 B.Zhang 作為共同 PI）、FAST DDT 項目（由 X.-F. Wu 和 P. Jiang 協調）以及單獨的 FAST 和 Parkes PI 項目（PI：Y. Li 和 S. B.Zhang）提供。
發布日期: 2026-01-28 06:33:00
來源連結: www.sciencedaily.com
