科学家们可能终于接近解释来自银河系之外的奇怪无线电信号了

快速射电暴（FRBs）是来自银河系之外的强烈、短暂的无线电波爆发，在短短的千分之一秒内可以释放出太阳三天才能释放出的能量。

然而，尽管它们强大，并且每天大约有10000次FRBs可能在地球上空爆发，这些无线电波的爆发仍然神秘莫测。围绕FRBs的最大谜团之一是为什么大多数只闪烁一次然后就消失了，而极少数（不到3%）会重复闪烁。这促使科学家们寻求发现引发FRBs的机制。一些人甚至相信不同的天体可以产生重复和不重复的FRBs。

多伦多大学的科学家们使用加拿大氢强度测绘实验（CHIME）专注于与128个不重复FRBs相关的偏振光属性。这揭示了一次性FRBs似乎起源于远离我们的星系，这些星系与我们的银河系非常相似，与发射重复FRBs的极端环境形成对比。这些结果可以使科学家们更接近于最终破解FRBs这个悬而未决的天体之谜。

研究的主要作者、多伦多大学邓拉普天文学与天体物理学研究所博士生Ayush Pandhi介绍到：“到目前为止，当我们考虑FRBs时，我们只是以我们观察天空中的星星的方式来看待它们，考虑它们有多亮，也许弄清楚它们有多远，诸如此类的事情，然而，FRBs是特殊的，因为它们也发射偏振光，这意味着来自这些源的光都朝一个方向排列。

这项研究的关键区别在于它真正深入研究了偏振光的调查。

偏振光由波组成，这些波以相同的方式定向——垂直、水平或这两个方向之间的角度。偏振的变化可以解释引发FRB的机制，从而揭示其来源是什么。偏振还可以揭示FRB在到达我们地球上的探测器之前需要穿越的环境的细节。这项研究代表了第一次大规模观察偏振光中不重复的97%的FRBs。非重复FRB研究存在差距，因为观察重复FRBs更容易，因为天文学家已经知道它们将发生在哪里，这意味着可以指向天空中的那片区域并等待。对于不重复的FRBs，天文学家必须拥有一台可以同时观察天空大片区域的望远镜，因为他们真的不知道信号会从哪里来。

Pandhi说：“它们可能在天空的任何地方出现。CHIME在这方面是独特的，因为它同时观察如此大的一片天空，此外，人们还没有真正观察过偏振，因为在技术层面上更难检测。

其他研究可能观察了大约10个不重复FRBs的偏振，但这是第一次我们观察了100多个。它让我们重新考虑我们对FRBs的看法，看看重复和不重复的FRBs可能有什么不同。2007年，天文学家Duncan Lorimer和他的学生David Narkevic发现了第一个FRB。这是一个不重复的能量爆发，现在通常被称为“Lorimer Burst。五年后的2012年，天文学家发现了第一个重复的FRB：FRB 121102。然后，更多的重复爆发逐渐显现出来。

天文学家自然会想知道这两种类型的FRBs背后是否有不同的现象。Pandhi的团队确实发现，不重复的FRBs似乎与重复的FRBs略有不同，因为大多数前者似乎来自像我们自己的银河系这样的星系。虽然FRBs的起源笼罩在神秘之中，但这些无线电波的爆发可以作为它们在飞向地球时穿过的环境的信使。这些信息编码在它们的偏振中。

如果偏振光通过电子和磁场，它的偏振角度会旋转，我们可以测量这种旋转，所以如果一个FRB通过更多的物质，它就会旋转得更多。如果它通过的少，它就会旋转得更少。

不重复FRBs的偏振小于重复FRBs的事实表明，前者似乎通过的物质或磁场比后者要少或弱。虽然重复的辐射爆发似乎来自更极端的环境（比如在超新星爆炸中死去的恒星残骸），它们的不重复同胞似乎出现在稍微不那么暴力的环境中。

与重复的FRBs相比，不重复的FRBs往往来自周围磁场较弱或物质较少的环境，所以重复的FRBs在这方面似乎更极端一些。这项研究给Pandhi带来的一个巨大惊喜是，不重复FRBs的偏振似乎清除了它们发射背后的一个主要嫌疑人：高度磁化、快速旋转的中子星，或“脉冲星”。

“我们知道脉冲星的工作原理，我们知道我们期望从脉冲星系统中看到的偏振光类型。令人惊讶的是，我们没有看到FRBs和脉冲星光之间有太多的相似性，”Pandhi说。“如果这些事物来自同一类型的对象，你可能会期望它们有一些相似之处，但它们实际上非常不同。”

在弄清楚什么对象发射FRBs方面，Pandhi认为扩大我们对这些无线电波爆发偏振的理解可能有助于缩小理论预测。

“如果我们在多种不同的理论之间感到困惑，我们现在可以看看偏振光并说，‘好吧，这是否排除了我们还没有排除的任何理论？’”他说。“它提供了另一个参数，甚至几个额外的参数，帮助我们排除关于它们可能是什么的理论，直到我们找到一个坚持的理论。”Pandhi继续解释说，这项研究为未来的FRB调查奠定了基础；他本人正在研究一种方法，将发生在银河系中的FRBs的偏振与发生在其他星系和更接近其发射源的FRBs的偏振分开。

这应该帮助我们更好地理解FRBs发射背后的机制，但对于Pandhi来说，这些宇宙能量爆发的神秘性质确保了他将长期研究它们。

“我的意思是，还有什么比每天在天空中发生数千次爆炸，你不知道是什么引起的更神秘的呢？”Pandhi说。“如果你是一个喜欢解决谜题的侦探，FRBs就是一个迫切需要解决的谜。”

该团队的研究于周二（6月11日）发表在《天体物理学杂志》上。