80 亿年前的无线电信号到达地球

天文学家发现了一股神秘的无线电波爆炸，这种无线电波花了 80 亿年才到达地球。快速射电暴是迄今为止观测到的距离最远、能量最大的射电暴之一。

快速射电爆发 (FRB) 是来源不明的强烈、毫秒长的无线电波爆发。第一个 FRB 于 2007 年被发现，从那时起，人们在宇宙中的遥远地点检测到了数百个这种快速的宇宙闪光。

根据周四发表在《科学》杂志上的一项研究，这次名为 FRB 20220610A 的爆发持续了不到一毫秒，但在这一瞬间，它释放的能量相当于我们太阳 30 年来的能量排放量。

许多快速射电暴会释放出超亮的无线电波，最多只能持续几毫秒，然后就会消失，这使得快速射电暴难以观测。

射电望远镜帮助天文学家追踪这些快速的宇宙闪光，其中包括位于西澳大利亚瓦贾里山吉县的 ASKAP 射电望远镜阵列。天文学家于 2022 年 6 月使用 ASKAP 探测到了 FRB 并确定了它的起源。

“使用 ASKAP 的一系列（无线电）天线，我们能够精确地确定爆发的来源，”该研究的合著者、澳大利亚麦考瑞大学的天文学家 Stuart Ryder 博士在一份声明中说。“然后我们使用位于智利的（欧洲南方天文台的甚大望远镜）来寻找源星系，发现它比迄今为止发现的任何其他 FRB 源更古老且（更远），并且很可能位于一小群合并星系中。”

研究小组将这次爆发追溯到似乎是由两个或三个星系组成的星系群，这些星系正在合并、相互作用和形成新恒星的过程中。这一发现与当前的理论相一致，即快速射电爆发可能来自磁星或恒星爆炸产生的高能物体。

科学家认为，快速射电爆发可能是一种独特的方法，可以通过测量星系之间至今下落不明的物质来“称量”宇宙。

研究合著者、斯威本大学教授瑞安·香农 (Ryan Shannon) 表示：“如果我们计算宇宙中正常物质（组成我们的原子）的数量，我们会发现今天应该存在的物质有一半以上缺失了。”澳大利亚科技部在一份声明中表示。“我们认为缺失的物质隐藏在星系之间的空间中，但它可能非常热且扩散，以至于使用正常技术无法看到。”

到目前为止，当前用于估计宇宙质量的方法的结果彼此不一致，这表明宇宙的整个范围并未包括在内。

“快速无线电爆发感知到这种电离物质，”香农说。“即使在几乎完全空的太空中，它们也可以‘看到’所有电子，这使我们能够测量星系之间有多少物质。”

已故澳大利亚天文学家让-皮埃尔·麦夸特 (Jean-Pierre Macquart) 在 2020 年 演示了这种利用快速射电暴探测失踪物质的方法。

“JP 表明，快速射电爆发距离（越远），它在星系之间揭示的气体就越弥散。这现在被称为麦夸特关系，”莱德说。“最近的一些快速射电暴似乎打破了这种关系。
我们的测量证实麦夸特关系适用于超过一半的已知宇宙。”

近 50 个快速射电暴已被追踪到其起源点，其中约一半是使用 ASKAP 发现的。

天文学家表示，他们希望目前在南非和澳大利亚建造的未来射电望远镜能够在更远的距离探测到数千个快速射电爆发。

“快速射电暴如此普遍这一事实也令人惊讶，”香农说。“它显示了这个领域的前景有多么广阔，因为你不只是要进行30 次爆发，还可以进行 30,000 次爆发，制作一张新的宇宙结构图，并用它来回答重大问题关于宇宙学。”