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1、重建射电暴“犯罪现场位于加拿大不列颠哥伦比亚省的CHIME射电望远镜每天发现多达10个快速射电暴位于加拿大不列颠哥伦比亚省的CHIME射电望远镜每天发现多达10个快速射电暴2022年圣诞节和2022年元旦之间，哥伦比亚大学的天体物理学家布莱恩梅策格尔，意识到他有藏着天文学中最顽固奥秘之一答案的线索。他在发现线索后努力追踪，担心一点点错误会毁掉一切成果，或者其他人先将合理的部分拼凑起来。梅策格尔表示：“我正在与时间赛跑，因为其他人也可能会看到这一点。”解谜游戏梅策格尔与世界各地的其他研究人员在過去几年中集思广益，一起研究快速射电暴的奥妙。快速射电暴是剧烈且无法解释的毫秒长无线电信号，它们突然出现
2、在天空中，短暂盖过了我们银河系中的无线电脉冲尽管它们距离我们，比银河系中的脉冲星与我们的距离要远上百万倍。2022年之前，许多天体物理学家怀疑它们是否真的存在。那之后的几年里，研究人员发表了许多关于快速射电暴产生原因的解释。仅一个统计目录下就包括了48种不同理论，理论数目到最近已经超过了事件次数本身。快速射电暴理论由两个部分组成，这两个部分类似于宇宙规模的解谜游戏中的“嫌疑人”和“武器”。“嫌疑人”是一种可以释放巨大能量的天体物理野兽。“武器”可以将这种能量转化为一种令人头疼的、不寻常的无线电信号。快速射电暴可能是中子星合并的结果。现在，梅策格尔和他的同事重建了“犯罪”现场。3月的早些时候，他
3、们在网站arxiv.org上发布了一篇论文，该论文勾勒出了快速射电暴在空间混乱的粒子和磁场云层爆炸时是如何产生的。该模型不要求使用磁星作为爆炸源，这么一来就很容易建模。磁星是一颗年轻的中子星，有时会像日冕中的粒子抛射那样打出带电粒子。每一次新的爆炸都会被代入周围的杂波中。爆炸发生时，就会产生冲击波，这个冲击波会被宇宙的另一角落观察到短暂的、激光般的无线电波闪光。天文学家真正在意的是，梅策格尔的理论为未来的快速射电暴的形态，作出了非常具体的预测，这些预测将很快被用于测试。一台名为CHIME的新型加拿大射电望远镜，预计将在2022年晚些时候全面投入运营，预计它每天将发现110个快速射电暴。2022
4、年夏天的初步测试期间，它发现了13个射电暴，结果在2022年1月发布。“我认为，在接下来的一年时间左右，我们将能够很好地测试这一点。”麦吉尔大学天体物理学家、CHIME快速射电暴团队成员什里哈什滕登卡尔说。“凶手”中子星梅策格尔和他的同事本马尔加里特、洛伦佐希洛里发表的理论，建立在迄今为止快速射电暴案例最大的突破上。2022年，在德国波恩的马克斯普朗克射电天文学研究所，劳拉斯皮特勒尔领导的一个团队，基于有史以来第一个重复出现的快速射电暴，公布了他们的结果。以前，观测到的射电暴活动都是一次性的。天文学家无法追踪它们在天空中的位置。但是这一个射电暴在不可预测的时间间隔之后，再次神秘爆发。射电天文学
5、家很快就将它的起源定位在一个小的、畸形的矮星系。他们试图从这些无线电信号中挖掘出线索，最后发现，它来自极端磁场所挟持的密集等离子区域。研究人员还发现射电暴被更微弱，但不间断的射电光包围。2022年11月，天文学家杰森海瑟尔斯（与斯皮特勒尔及其他人一起）发现了一些奇怪的事情：每一次瞬间射电暴爆发，实际上都包含一些子爆发，这些爆发从高频降到低频。20世纪50年代，物理学家用核武器的爆炸波来估计它们的当量。在这些模型中，核爆炸产生的冲击波锋，在向外扩张时会挤压更多的气体。从冲击波锋释放的辐射，在频率上会向下移动。梅策格尔一直认为，这种冲击波效应可能回答了快速射电暴频率的线索。接着，CHIME望远镜在
6、1月初观察到了另一起重复事件。这个重复的射电信号显示出相同的、向下的频率变化。布莱恩梅策格尔和他的妻子史塔西托马斯在2019年的“突破奖”颁奖典礼上。布莱恩梅策格尔获得了物理学新视野奖布莱恩梅策格尔和他的妻子史塔西托马斯在2019年的“突破奖”颁奖典礼上。布莱恩梅策格尔获得了物理学新视野奖现在，梅策格尔、马尔加里特和希洛里已经发布了他们的完整理论模型。想象一下，一颗城市大小的中子星，仅在几年或几十年前，由超新星爆发中锻造形成，其表面还在不停变动翻滚。这个年轻的磁星会偶尔发出耀斑，在接近光速的情况下喷射出电子、正电子和更重的离子。这些东西喷射时，它会遇到之前在耀斑中产生的旧粒子。当新的喷射物遇到
7、旧的碎片时，它的内部磁场的不稳定性加剧。当冲击波向外挤压时，内部的电子沿磁场线旋转，该运动就会产生一阵射电波。随着冲击变缓，该信号从较高频率转变为较低频率。等待“判决”梅策格尔的模型，预测了未来快速射电暴应有的一些特定性质。比如：所有未来的快速射电暴，都应遵循相同的频率向下变化。它们可能会显示出伽马射线或X射线的存在，而这正是斯皮特勒尔等天文学家已经在寻找的东西。它们应该存在于形成大量新恒星并产生新磁星的星系中。当它们重复出现时，它们应该在天文学家观察到一次重大闪光后暂停活动。梅策格尔的模型，现在面临着其他可行的理论模型的挑战。快速射电暴可能是中子星合并的结果，2022年的中子星合并首次同时被
8、望远镜和引力波探测器观察到。中子星也可能在撞击其他物体（如黑洞或白矮星）时，自身崩溃变成黑洞，或当它们的磁力线被强烈的等离子体风吹走时，制造出快速射电暴。过去5个月中，虽然CHIME刚刚进入调试阶段，但研究人员发现了更多尚未公开发布的射电暴。团队成员希望在4月开始正式观察。其他的大型射电望远镜也将投入使用。这将会带来更多的数据。多年的数据匮乏和“白日做梦”之后，快速射电暴现在终于有了揭开谜底的可能。2月中旬，天文学家们在阿姆斯特丹举行会议，分享最新的发现，并讨论中子星到底是不是导致射电暴的最终原因。“这是一个完美的时间点。”研究人员对马尔加里特在会议上提出的梅策格尔模型进行了辩论，但是还没有承认其结果。“我们正处于趋同的边缘，”滕登卡尔说，“我们就先这么说吧。”
