“中国天眼”最新研究揭示：圆偏振或是重复快速射电暴共有特征

本文转自：中国新闻网

“中国天眼”最新研究成果论文以封面文章形式在《科学通报》发表。中科院国家天文台 供图

中新网北京12月26日电 (记者 孙自法)在“天外来客”的快速射电暴(FRB)研究领域，罕见的重复快速射电暴最受关注，它们有何共同特征也吸引天文学家持续聚焦研究。

来自中国科学院国家天文台的消息说，该台研究员李菂团队通过系统分析被誉为“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜(FAST)的快速射电暴观测数据，精细刻画出动态宇宙的射频偏振特征，最新研究揭示圆偏振可能是重复快速射电暴的共有特征。

这一重要天文观测发现及研究的成果论文，北京时间12月26日以封面文章形式在中国科技期刊卓越行动计划综合性领军期刊《科学通报》(Science Bulletin)发表。天文学家认为，该成果将加深人们对于快速射电暴辐射机制的了解，并有望最终揭示这一神秘天体物理现象的起源。

中科院国家天文台介绍说，快速射电暴(FRB)是宇宙中射电波段最强烈的爆发现象，其在毫秒量级的时标内可以释放太阳一天、一月甚至一年的能量，与之对应的辐射机制与起源则尚未可知。自2007年人类发表第一例快速射电暴以来，也催生出一个飞速发展的全新天文观测研究领域。到目前为止，已有超过600个快速射电暴源被探测到，其中绝大多数只有一次探测，不到5%的快速射电暴观测到重复爆发，当中不到10例相对活跃。

同时，作为电磁波的基本属性之一，偏振携带着光源本征的辐射特征以及光线传播环境的关键信息。一般的光源，包括白织灯和大多数恒星例如太阳，属于非偏振光源，而在几乎所有重复爆发的快速射电暴中都曾探测到线偏振，但圆偏振较为罕见，此前只有一例重复暴FRB 20201124A中有圆偏振的报道。

李菂团队指出，本次系统分析研究中，FRB 20121102A是第一例被发现的重复暴。FRB 20190520B是“中国天眼”巡天发现的首例持续活跃重复暴。作为数百例快速射电暴中唯二的拥有射电持续源(PRS)的爆发源，它们可能代表了特殊的起源或者特殊的演化阶段。通过深度监测，“中国天眼”捕获到这两源的极端活跃期，积累了大量宝贵观测数据，使研究人员得以尝试精细刻画动态宇宙中这一神秘现象的偏振特征。

在此基础上，科研团队通过系统分析“中国天眼”对FRB 20121102A和FRB 20190520B的观测数据，发现这两个重复暴均有不到5%的少量爆发存在圆偏振辐射特征，圆偏振度最高可达64%。如此高的圆偏振度限制了圆偏振来自多路径传播，其可能的机制有极端磁场环境中的“法拉第转换”或者是快速射电暴源的本征特征。据团队目前测算，圆偏振在非重复快速射电暴脉冲中出现的概率高于重复暴。显示无论哪种机制，重复暴产生圆偏振的条件更为苛刻。

李菂团队表示，基于“中国天眼”观测数据的这项发现，将有圆偏振重复暴的样本数量从1增加到3。同时，作为为数不多的活跃重复暴，FRB 20121102A、FRB 20190520B和FRB 20201124A圆偏振的探测暗示，圆偏振可能是重复快速射电暴的共有特征。