近日，由中国科学院紫金山天文台牵头，联合国内外多家研究机构组成的研究团队，利用我国500米口径球面射电望远镜（“中国天眼”，FAST）取得重要突破——在国际上首次捕捉到重复快速射电暴（FRB）的法拉第旋转量（RM）发生剧烈跃变并随后回落的详细演化过程。这一独特发现结果为“快速射电暴起源于双星系统”的假说提供了直接且关键的观测证据。

该发现有何重大意义？动静记者对话了紫金山天文台副台长、论文通讯作者吴雪峰。

紫金山天文台副台长、论文通讯作者吴雪峰

“快速射电暴”是什么？

记者：请您先介绍一下“快速射电暴”这一关键词。

吴雪峰：快速射电暴，是近20年天文学的一个重要发现。它很“快速”，眨眼就消失了；“射电”，它发出的能量集中在无线电波段；“暴”，它的强度是惊天动地的。简单说，它可以在千分之一秒内释放约太阳一个星期释放的辐射能量。但是，快速射电暴的起源还是未解之谜。

关键证据：一次独特演化过程

记者：对于快速射电暴，学界是否有很多猜想？

吴雪峰：对于快速射电暴主要的假说有40多种，目前学界“快速射电暴起源于双星系统”的假说已经逐渐被重视，但关键要找到观测证据去证实，就像福尔摩斯探案一样，在观测上找蛛丝马迹。

记者：我们发现了什么关键证据？

吴雪峰：在以往对快速射电暴的观测中，虽然也发现了多例法拉第旋转量的变化，但这些变化往往幅度没这么大，而且变化不太规律，难以与明确的物理模型建立直接联系。但是2023年12月，我们在FRB20220529中清晰地观测到了一个检测的关键数据——法拉第旋转量，它骤升20倍，又在两周内下降并逐步恢复到正常波动范围。

记者：这代表了什么？

吴雪峰：这次“跳变—回落”的独特演化过程可以理解为我们观测到一片磁云，在数周内恰好穿过了地球与暴源之间的观测视线，这一回落特征反映了磁云从快速射电暴方向漂过的过程。这一过程与太阳系内太阳活动引发的“日冕物质抛射”极为相似。

之后，团队通过进一步的模型比对与物理分析表明，观测到的法拉第旋转量“跳变－回落”事件最有可能出现在双星系统中。

快速射电暴研究史上的“首次”

记者：这是监测到的唯一一次独特演化过程吗？

吴雪峰：是的，我们此次发现的法拉第旋转量“跳变—回落”这一独特现象，在长达2.2年的持续观测中仅出现过一次，而且整个过程只持续了短短数周。这不仅是快速射电暴研究中首次被详细记录的现象，而且呈现出高度规律、清晰可解读的特征。

记者：怎么理解这一重大发现呢？

吴雪峰：河外的快速射电暴极其遥远，我们往往无法直接观测到它们在其他波段的对应体，只能通过研究它们所处的环境来间接推断其物理起源。这就好比在茂密的树林中寻找一只鸟——我们看不清它的样貌，只能通过听到的声音来判断它的存在和特征。

打一个比喻，对于快速射电暴的监测，以前我们听到的就像是树林中混杂的各种声音——鸟鸣、兽吼、风吹树叶的沙沙声交织在一起，很难分辨到底是什么样的鸟在叫。而这一次，我们听到的是一声清脆而有节奏的鸣叫，第一次能够辨认出这只“鸟”的类型，从而为快速射电暴的双星系统起源提供了迄今最有力的观测证据。

FAST的超高灵敏度让“捕捉”成功

记者：我们如何能捕捉到这一关键证据？

吴雪峰：目前，只有“中国天眼”能做这个事儿。如果我们“中国天眼”的视力是2.0的话，那么其他的望远镜视力可能远差于2.0。

FRB20220529属于信号暗弱的暴源，其多数爆发难以被其他望远镜有效探测。我们观测到的这一信号，具有明显的偶发性和短暂性，必须在极短的时间内进行高频率、密集的观测，才能清晰、完整地刻画其演化过程。正是FAST的超高灵敏度和持续稳定的观测能力，使我们有可能在“对的时间”记录下这一“稍纵即逝”的关键信息。

记者：FAST还将持续为你们的研究观测助力。

吴雪峰：这一发现表明了，通过系统研究快速射电暴所处的环境，是揭示它物理起源的一条关键途径。从这个意义上讲，快速射电暴的研究正在逐步迈向以高精度、长期监测为基础的物理机制研究新阶段。

我们团队将继续聚焦重复快速射电暴的物理起源问题，对更多重复FRB开展长期、系统的跟踪观测，FAST也将继续发挥其超高灵敏度和稳定长期运行的独特优势，持续参与并引领重复快速射电暴的精细观测研究，为推动该领域向更深入的物理理解迈进提供关键支撑。