我國(guó)“天籟實(shí)驗(yàn)陣列”首次探測(cè)到快速射電暴事件

快速射電暴是廣袤宇宙中的一種射電波劇烈爆發(fā)的現(xiàn)象。它一般“神龍見首不見尾”，閃現(xiàn)幾毫秒，便再無(wú)蹤跡。

《天文學(xué)家電報(bào)》近日?qǐng)?bào)道，國(guó)內(nèi)首個(gè)暗能量探測(cè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備——“天籟實(shí)驗(yàn)陣列”發(fā)現(xiàn)一例新的快速射電暴。該快速射電暴位于獵犬座方向，被探測(cè)到的時(shí)間為北京時(shí)間2022年4月15日凌晨1時(shí)26分40秒。

“這是天籟實(shí)驗(yàn)陣列首次探測(cè)到快速射電暴事件，也是國(guó)內(nèi)首次用射電陣列探測(cè)到快速射電暴。”4月24日，在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)，天籟計(jì)劃首席科學(xué)家、中科院國(guó)家天文臺(tái)研究員陳學(xué)雷指出。

快速射電暴是天體物理學(xué)中一個(gè)非常年輕的新興領(lǐng)域，2007年，人們首次發(fā)現(xiàn)快速射電暴。事實(shí)上，它并非罕見事件，每天大約有上千起快速射電暴事件的信號(hào)抵達(dá)地球。

“它可能出現(xiàn)在天空中的任何方向，其爆發(fā)時(shí)釋放的能量可以達(dá)到太陽(yáng)數(shù)天甚至一年的能量。由于其釋放的能量十分巨大并可能在遙遠(yuǎn)的宇宙中被探測(cè)到，快速射電暴有望成為人們探索宇宙的重要途徑。”陳學(xué)雷說(shuō)。

但是，快速射電暴持續(xù)的時(shí)間實(shí)在太短了，這讓捕捉和探測(cè)成了一件充滿挑戰(zhàn)的事情，更不用說(shuō)尋找和定位其來(lái)源了。因此，“關(guān)于快速射電暴的起源，目前尚不明確。天文學(xué)家提出了很多模型和假說(shuō)，一般認(rèn)為，其與致密天體有關(guān)。”陳學(xué)雷表示。

以往的研究發(fā)現(xiàn)，這些爆發(fā)會(huì)發(fā)生色散。也就是說(shuō)，快速射電暴爆發(fā)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)射電波，當(dāng)射電波穿過(guò)物質(zhì)時(shí)，它們會(huì)發(fā)生“擴(kuò)散”，或者說(shuō)產(chǎn)生色散，頻率較高的部分傳播速度稍高于較低的部分。

“根據(jù)這一現(xiàn)象，我們可以估算事件發(fā)生地和地球之間的距離。在已發(fā)現(xiàn)的快速射電暴中，這次探測(cè)到的快速射電暴是屬于非常明亮的一個(gè)，這次爆發(fā)來(lái)自遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出銀河系之外的宇宙空間。根據(jù)星系際物質(zhì)的平均色散量估計(jì)，其距離我們最遠(yuǎn)可達(dá)約33億光年。”陳學(xué)雷介紹。

此前，“中國(guó)天眼”也探測(cè)到不少快速射電暴。“相比‘中國(guó)天眼’，天籟實(shí)驗(yàn)陣列的優(yōu)勢(shì)在于望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)很大，使用數(shù)字波束合成技術(shù)，可以同時(shí)監(jiān)視天空多個(gè)方向，本事件也是國(guó)內(nèi)首次使用合成波束技術(shù)探測(cè)到的快速射電暴。”陳學(xué)雷說(shuō)，這一技術(shù)更適合快速射電暴的盲尋，找到后也可為“中國(guó)天眼”等其他射電望遠(yuǎn)鏡提供預(yù)警，這將有助于科學(xué)家盡早揭開快速射電暴的神秘面紗。

陳學(xué)雷介紹，天籟實(shí)驗(yàn)陣列位于新疆哈密市巴里坤縣的紅柳峽觀測(cè)站，共建有柱形和碟形兩種樣式的天線，主要開展中性氫巡天實(shí)驗(yàn)，可用于研究宇宙大尺度結(jié)構(gòu)、暗能量等相關(guān)宇宙學(xué)前沿問(wèn)題。紅柳峽觀測(cè)站始建于2014年底，其中，柱形陣列快速射電暴探測(cè)系統(tǒng)于2021年秋季安裝部署，并于2021年底開始試運(yùn)行。