这“群”电磁波旅行了29亿年才来到地球。

　　它出发时，宇宙还很年轻，地球表面还是海洋，细菌等原核生物是这个星球为数不多的居民。

　　人类给这“群”电磁波取的名字是“快速射电暴（FRB）20220529”。“快速”是指它的持续时间是毫秒级的，人类眨一次眼的工夫，足以容纳几十次爆发。但它爆发的能量却不容小觑——可抵太阳燃烧几天甚至一年的能量。名字最后的一串数字则是人类最初发现它的日期。

　　这个快速射电暴本会像绝大多数同类一样，被地球厚厚的大气层拦截，只有微弱的能量抵达地球表面，旋即消失。没人意识到它曾出现过。

　　直到2022年，加拿大氢强度测绘实验望远镜（CHIME）发现了它，中国建成使用5年的500米口径球面射电望远镜（又称“中国天眼”、FAST——记者注）捕捉到它一次又一次来访的痕迹。来自中国的一群天文学者持续关注了它两年多，他们试图揭秘它的“家”在何方。北京时间2026年1月16日凌晨，这一研究成果在线发表于国际学术期刊《科学》杂志。

　　快速射电暴双星起源示意图。受访者供图

　　宇宙深处的“火山爆发”

　　论文通讯作者，中国科学院紫金山天文台副台长、研究员吴雪峰将快速射电暴比作“火山爆发”：大部分来自“死火山”，爆发一次便归于沉寂；少数是“活火山”，会重复爆发，他们称之为“重复暴”，但“活火山”的爆发并无规律。

　　这些来自宇宙深处的“火山爆发”，曾经令天文学者感到难以置信。

　　2001年，澳大利亚帕克斯射电望远镜在巡天时记录到一个持续时间不到5毫秒的射电脉冲，它释放的能量远远大于已知的毫秒时标天体。直到2007年，美国西弗吉尼亚大学教授邓肯·洛里默才在存档数据中发现了这一异常现象。他将其命名为“快速射电暴”（FRB），并将第一篇关于这一现象的论文发表在《科学》杂志。

　　当时，这是人类发现的唯一一例快速射电暴。此后的数年，人们以为这是一个偶然的错误。直到2013年，澳大利亚的一支科研团队又发现了几起类似现象，这才确认“快速射电暴”是普遍现象。

　　从此，快速射电暴成为困扰全世界天文学界的谜团：它来自哪里？是如何产生的？为何有这么强大的能量？

　　当宇宙深处这一“火山喷发”的“冲击波”到达地球时，能被射电望远镜捕捉到的，可能只剩下一粒“尘埃”。

　　来自手机基站、雷达、卫星通信的电磁干扰，都比快速射电暴的信号强数倍乃至数百倍，只有灵敏度极高的射电望远镜才能捕捉到这个来自宇宙深处的信号。

　　幸运的是，“中国天眼”正是这样一个敏捷的“捕手”。

　　中国科学院紫金山天文台副台长、研究员吴雪峰在新闻发布会上讲解。中青报·中青网记者 李雅娟/摄

　　睁开“天眼”

　　论文第一作者、中国科学院紫金山天文台副研究员李晔说话轻快，一说起自己做的工作，她就忍不住先笑起来。在她的描述中，FRB20220529像个偶然相遇的朋友。

　　FRB20220529是“中国天眼”观测到的第四例持续重复出现的快速射电暴（以下简称“重复暴”）。由于“中国天眼”的灵敏度高，快速射电暴变得不再罕见，但重复暴依然稀少。李晔觉得，“它作为第四个（长期活跃的重复暴），不管它是什么样，都值得仔细看一看”。她最先申请关注这个“重复暴”。

　　研究团队申请了美国、西班牙等国的射电望远镜联合寻找，终于瞄准了这个FRB的精确坐标。

　　吴雪峰形容，从那之后，团队成员开始了“守株待兔式”的等待，他用“幸运”来形容这次发现——望远镜观测时间有限，选择观测目标往往有“赌”的成分。

　　“中国天眼”传来的数据庞杂，需要经过复杂的数据处理才能应用。紫金山天文台博士后杨轩擅长做数据分析，云南大学中国西南天文研究所副教授杨元培擅长理论分析，这些年轻的天文学者陆续加入研究团队，一起迎接这个来自宇宙深处的“信使”。

　　他们注意到，这一快速射电暴的偏振方向出现了不同寻常的“法拉第旋转”。

　　快速射电暴本质上是射电波段的电磁波爆发，电磁波在宇宙中“航行”的过程中，偏振方向会发生改变，称为“法拉第旋转”。但这次的法拉第旋转量非同寻常。

　　2023年12月，杨轩处理数据时发现，法拉第旋转量出现了短期的大幅跳变并快速回落。看到这个异常的数据，他的第一反应是吓了一跳：“是不是我算错了？”

　　经过多次复核，数据确认无误，这个团队才惊喜地意识到——这是一个前所未有的新发现。

　　人类发现快速射电暴快20年了，它的来源始终是个谜，全世界的天文学者提出了种种设想。吴雪峰笑道：“早期发现的FRB只有30多个，但是各种猜想却有四五十个。”

　　快速射电暴几乎都来自距离地球遥远的宇宙深处，从十几亿光年到90多亿光年不等。在人类“认识”的快速射电暴中，只有一例来自银河系内。

　　这个距离人类最近的快速射电暴，暴露了自己的行踪——天文学家推断，它来自银河系内的一颗磁陀星。可惜的是，它“长得”跟其他快速射电暴都不太一样——能量弱得多。吴雪峰把它比作“身高50厘米的成年人”。

　　根据法拉第旋转量的剧烈变化，研究团队排除了种种可能，他们最终认为，伴星的星冕物质抛射（CME）可能会导致这一现象。

　　这意味着，这个快速射电暴很可能产生于两个星体之间的“互动”，也就是来自双星系统。这一研究团队为快速射电暴起源于双星系统提供了关键观测证据。

　　研究团队根据红移数据推算，这一快速射电暴距地球29亿光年。这是宇宙年纪尚轻时发来的信号。

　　2025年夏天，“快速射电暴及其天体物理”研讨会在北京师范大学召开。会议期间，FAST优先和重大项目团队的部分参会人员合影。朱炜玮（前排左五）、张冰（前排左四）、李晔（二排右七）、杨轩（二排右五）、杨元培（二排左二）在现场。受访者供图

　　开创新的研究模式

　　论文通讯作者、中国科学院国家天文台研究员朱炜玮从小喜欢看科普读物。对未知的好奇，使这名1999届高中毕业生报考了天文专业，后又继续攻读硕博士学位。

　　朱炜玮记得，读硕士研究生时，他开始研究射电天文，当时国内没有可用于脉冲星研究的射电望远镜，他和同学们“只能在别人的论文里扒数据”。“中国天眼”投入使用，“中国天文学者有了最好的射电天文数据”。

　　中国科学院院士、中国科学院紫金山天文台研究员史生才从事射电天文研究30余年，他看到中国射电天文这数十年的发展历程：“中国射电天文从（被）远远地甩在后面，到跟跑，到领跑。”

　　“中国天眼”还在国内开创了一种新的研究模式。

　　“中国天眼”启用后，朱炜玮与香港大学物理学系教授张冰联合申请了“FAST优先和重大项目”，每年有150小时的观测时长。他们欢迎对快速射电暴感兴趣的科研人员加入这一开放项目，大家每周开一次例会。例会通常由张冰或朱炜玮主持，大家在会上了解最新的观测数据、提出各种研究想法。张冰说，除了带队的六七位资深学者之外，研究主力都是年轻人。

　　来自不同团队的年轻学者提出设想、组队研究。这一开放团队已经产出了不少成果：2022年发现首例持续活跃快速射电暴，这一成果发表于国际学术期刊《自然》杂志；2022年，他们又获得了迄今为止最大的快速射电暴偏振观测样本，首次探测到了距离快速射电暴中心仅1个天文单位（即太阳到地球的距离）的周边环境的磁场变化，也发表于《自然》杂志。

　　张冰说：“你永远不知道会发生什么，继续观测就好，经常有一些令人惊喜的事情发生。”

　　但目前还有很多疑问尚未解答。

　　吴雪峰打了个比方：“如果有个遥控器，把太阳这盏灯关掉。太阳直径140万公里，需要几秒才能熄灭。（快速射电暴）只有几毫秒，说明它来自一个非常致密的天体。”

　　目前人类了解的一类致密天体是脉冲星，脉冲星的密度极大，相当于把整个地球压缩到足球大小。但快速射电暴又不像脉冲星的产物，它没有脉冲周期，而且它的亮温度（用于描述脉冲星射电辐射强度的物理量——记者注）比脉冲星还要高。

　　这个“双星系统”中究竟是怎样的两颗星？快速射电暴的爆发机制是什么？辐射机制是怎样的？这些疑问都有待解答。

　　在这个年轻的团队里，“好奇心”和“想象力”是研究的驱动力之一。

　　杨轩从高中开始对天文产生兴趣，当时科幻小说《三体》开始流行，他迷上了这套小说，也开始对天文产生好奇。

　　李晔也爱读科幻小说，她想象：“如果未来人类能做星际航行，是不是可以用脉冲星当灯塔？等我们到银河系之外去做星系际航行，快速射电暴是不是可能成为路标？”

　　在工作中，这群天文学者接触到的是宏大的时间和空间尺度，他们关注宇宙的起源，也关注物理规律的限度。在工作之外，他们是爱好打游戏、看小说、关注柴米油盐的普通人。

　　杨元培记得，无人深空探测器“旅行者1号”退役前，科学家让它冒着被“灼伤失明”的风险，调转镜头拍摄了地球——那是茫茫黑暗中一个颜色暗淡的蓝点。

　　美国科普作家卡尔·萨根的一句名言让杨元培很受触动：“它就在这里，是我们的家园，是我们自己。在它上面，你爱的每一个人、认识的每一个人、听说过的每一个人，以及曾经存在过的每一个人，都度过了他们的一生。”

　　中青报·中青网记者 李雅娟

来源：中国青年网

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