中国天眼 FAST 重大发现，为快速射电暴起源研究提供关键观测证据，其中还有哪些值得关注？
突破性观测证据的关键性：
我们要明白，快速射电暴（FRB）是一种极其短暂（通常只有几毫秒）、能量巨大、爆发点位于宇宙深处的射电信号。它们的出现毫无规律可言，就像宇宙中的“一声惊雷”，但我们却不知道这雷是从哪里、以何种方式发出的。在此之前，我们对FRB的理解，很大程度上还停留在“惊叹其能量和短暂”的阶段，而其“起源”则是一个巨大的谜团，各种理论模型层出不穷，却缺乏直接的观测证据来支撑或证伪。
FAST的这项发现，之所以说它“关键”，是因为它捕捉到了一个清晰且持续的FRB源，并且能够精确地定位其在宇宙中的位置。这是什么概念呢？就好比我们听到了远处一声巨响，但之前只能猜测它可能来自某个方向，而现在，我们不仅听到了，还能确定这声音就是来自某个具体的、可见的“物体”上。
具体来说，这项发现可能包含了以下几个层面的关键证据：
精确定位能力： FAST凭借其超高的灵敏度和宽广的视场，能够以前所未有的精度将FRB的爆发源定位到一个极其微小的区域。这意味着我们可以将其与已知的宇宙天体进行比对，例如星系、恒星、甚至更小的致密天体。这种“锁定目标”的能力，是解开FRB身世之谜的第一步。
多次爆发的捕捉与分析： 如果FAST能够持续观测到同一个FRB源的多次爆发，那么就可以对这些爆发的“行为模式”进行详细分析。比如，爆发的间隔、强度变化、偏振特性等。这些细微的“指纹”信息，对于区分不同的FRB机制至关重要。有些理论认为，某些FRB可能源自某些天体周期性的活动，而另一些可能更为随机。
爆发源的宿主星系确认： 精确定位使得科学家能够进一步识别出FRB爆发所处的“宿主星系”。这就像找到了犯案现场，然后去调查这个“场所”有什么特征。宿主星系的类型（例如，是年轻的星暴星系，还是老化的椭圆星系？）、其中是否存在特殊的区域（如星团、黑洞附近）等，都可能为FRB的起源提供重要的线索。例如，如果FRB频繁出现在年轻、高密度恒星形成的区域，那么年轻、大质量恒星的演化过程（如中子星的形成、磁星的活动）就可能成为解释其起源的有力候选。
与特定天体物理现象的关联： 通过对宿主星系的深入研究，科学家还可以考察其中是否存在已知的、能够产生强能量爆发的天体物理现象，例如：
磁星（Magnetars）： 这类拥有极强磁场的中子星，其表面活动（如星震、耀斑）被认为是解释一些FRB的最有力的理论之一。如果FAST探测到的FRB源恰好位于一个已知的磁星附近，或者宿主星系显示出适合磁星形成的条件，这将是强有力的证据。
黑洞（Black Holes）： 恒星级黑洞的吸积过程，特别是当物质落入黑洞并形成强大的喷流时，也可能产生高能爆发。如果FRB源出现在超大质量黑洞所在的星系中心区域，或者存在活跃的星系核，那么黑洞的活动也是一个需要考虑的因素。
合并事件（Merger Events）： 例如，中子星合并或中子星与黑洞合并，可以释放出巨大的能量，并在爆发后形成中子星或黑洞，这本身也是一种强烈的射电爆发源。
这项发现还引出了哪些值得关注的议题？
这项重大的观测证据，绝不仅仅是一个“答案”，它更像是一扇打开新世界的大门，引发了更多需要深入探索的问题：
1. FRB的“多样性”与“普适性”： 过去的观测可能捕捉到的是“零星”的FRB，我们不确定它们是否都是由同一种机制产生的。FAST的这次发现，如果能确认其源的性质，可能会为我们揭示一类FRB的起源。但随之而来的问题是，宇宙中是否存在多种不同机制产生FRB？我们是否需要建立一个“FRB分类体系”，就像恒星有主序星、红巨星、白矮星一样？如果FAST能持续探测到不同类型的FRB源，这将为回答这个问题提供关键数据。
2. “宇宙时钟”与“宇宙尺度”： FRB的信号在传播过程中会受到宇宙介质的影响，例如电离程度、磁场强度等。通过分析FRB信号的色散（不同频率的信号到达时间不同）和法拉第旋转（信号偏振方向随频率的变化）等效应，科学家可以探测遥远宇宙的介质分布。FAST这次的精确定位，使得对这些效应的测量更加精确，从而能够更精确地绘制出宇宙大尺度结构的电子密度和磁场分布图。这就像是利用FRB作为“探针”，来测量宇宙的“交通状况”，了解宇宙的演化历史。
3. “宇宙膨胀”的测量： 如果能精确确定FRB源的距离，并且能够利用其信号特性（如光度距离）进行测量，那么FRB有可能成为一种新的“标准汽油灯”（Standard Candle），用于独立测量宇宙的膨胀速率。这项发现如果能够进一步推进距离测量能力的提升，将对理解宇宙膨胀历史和暗能量等问题产生深远影响。
4. “极端物理条件”的实验室： FRB的产生机制，无论最终指向何种理论，都必然涉及宇宙中最极端的物理环境，例如超强磁场、高密度等离子体、接近光速的粒子加速等。FAST的观测，为我们提供了一个研究这些极端物理过程的“天然实验室”。通过分析FRB的信号，我们可以检验现有的核物理、天体物理和粒子物理理论在极端条件下的有效性，甚至可能发现新的物理规律。
5. “望远镜协同观测”的必要性： 通常，一个重大的天文发现都不是孤立的，而是需要多台望远镜、不同波段的观测进行协同。FAST的这次发现，可能会促使其他天文台（如光学望远镜、X射线望远镜、伽马射线望远镜）在FAST定位到的区域进行更深入的观测，以期捕捉到与FRB爆发同时期或在同一地点发生的其他现象，从而获得更全面的信息。
总而言之， FAST的这项重大发现，不仅仅是“找到了一个FRB源”，更是通过其卓越的观测能力，将我们从模糊的猜测推向了精确的观测和理论检验。它为解答“FRB是什么”这个古老的问题提供了至关重要的线索，同时，也激发了我们对宇宙更深层奥秘的无尽好奇。接下来的研究，将是验证理论、区分机制、绘制宇宙图景的关键时期，而FAST无疑将在这个进程中扮演核心角色。
网友意见
感谢知乎邀请。刘博洋师兄谬赞，实不敢当。李菂老师是国家天文台FAST（中国天眼）首席科学家、也是之江实验室计算天文首席科学家。李菂老师在天文学领域培养了众多优秀人才，我这次的研究也是在李菂老师团队前期的研究基础上以及他的悉心指导下才得以顺利完成。
感谢师兄@刘博洋、答主@Pjer专业详细的回答。头一次在知乎发帖，我简单回顾一下此次发现的诞生过程，也当做对这次研究成果的一个纪念。
2019年，李菂老师带领我们利用FAST在60小时内探测到重复快速射电暴FRB 121102的1652个爆发，比此前所有快速射电暴的总数还多！对这一样本集的能量分析首次揭示了快速射电暴爆发率存在特征能量并具有双峰结构，严格限制了单一磁星起源等多种模型，揭示了快速射电暴的基础物理机制。（这一成果也发表在《自然》上，并入选了 2021 年度“中国科学十大进展”）
快速射电暴的偏振性质包含了快速射电暴本征特性与形成环境丰富的信息。这一样本集的偏振性质也是宝库，我对FRB 121102爆发的偏振性质做了分析。
我尝试分析后发现，FRB 121102最亮的爆发的线偏振是0！在此前已经发表的论文中，在更高的频段FRB 121102的线偏振是100%。从100%到0这种程度的跃变很难用常理解释。这种变化引起了我们注意，也成为我这项研究的开端。
由于在更早之前，我们已经完成偏振校准，因此我确定FAST测量的0线偏振不是偏振校准错误造成的。我们也排除了射频干扰。
在之后的几个月，我们尝试测量了所有爆发的偏振，尝试截取不同频率的爆发进行测量等，但是结果无一例外是0线偏振。通过进一步精细分析，我发现线偏振和噪声是吻合的。这意味着所有爆发的线偏振确实都在FAST的波段消失了，并不是测量的错误或者是设备和程序的bug。
确认了这是真实的物理后，我们开始寻求理论解释。在经历数个月的深度思考之后，我突然灵感一现，认为这可能是RM弥散造成。但由于当时有偏振测量的重复暴只有FRB121102，我们的猜想还无法得到证实。
终于等到了2020年10月底，FAST对于FRB 20180301A的偏振测量的相关论文发表在Nature上。论文显示，尽管FRB 20180301A线偏振没有FRB 121102从100到0的这种跃变，但是它也呈现出高频线偏振度高、低频线偏振度低的特征，我的直觉告诉我，此前的猜想有希望得到证实了。
用RM弥散去拟合观测到的数据，发现吻合得非常好。基于此，我们预言重复暴FRB 20190303A在FAST的波段应该是100%的线偏振。
经过四个月漫长的等待，我们终于利用FAST对 FRB 20190303A进行了观测和定位，果然得到了100%的线偏振结果。
在这次研究中，我们一共测量了5个快速射电暴，加上国际最新结果总结，一共获得了21个快速射电暴样本，发现样本中的重复快速射电暴都满足我提出的理论解释，也就是说，重复暴高频线偏振度高、低频线偏振度低的偏振频率演化关系可以用RM的弥散解释。
我们的工作离不开对FAST海量数据中的快速射电暴搜寻。FAST数据量大、复杂度高，并且在观测过程中随时伴有人类活动对信号捕捉的影响。从海量数据中筛选提取有效信息逐渐成为制约天文学发展、探索宇宙奥秘的难题，高性能智能计算是天文数据处理中持续的核心需求。
这也是我现在在做的工作，在之江实验室打造基于FAST的天文智能计算平台。我们将建立自主开放的天文大数据服务平台，基于数据挖掘、机器学习、高性能计算等技术，在快速射电暴、脉冲星单脉冲、密近双星系统脉冲星信号筛选等研究方向，实现对～100TB/天的脉冲星巡天数据的实时处理，建立国际领先脉冲星搜寻数据流程，并深入探索宇宙“时间”前沿、恒星演化机制等科学问题。
也欢迎对我们工作感兴趣的小伙伴联系我。
http://yifeng@zhejianglab.com/yifeng@nao.cas.cn
类似的话题
-
“中国天眼” FAST 的这项重大发现，为我们揭示快速射电暴（FRB）这一宇宙深处奥秘提供了前所未有的关键观测证据，这无疑是射电天文学领域的一项里程碑式的突破。这项研究之所以如此重要，并不仅仅在于它“发现了什么”，更在于它“如何发现”以及“发现了什么之后，又引出了哪些更深层次的思考”。突破性观测证据............. -
咱就聊聊咱们的“中国天眼”FAST，别看它名字里有个“眼”，它可不是个普通的眼睛，更不是用来“看”星星眨不眨眼的。简单来说，FAST 就是一个超级无敌大的“耳朵”，而且是专门用来听宇宙深处传来的声音的。FAST 的“大”和“耳朵”的含义：你想象一下，平时咱们听音乐，用的是小耳朵。但如果有人在很远很远.............
-
武向平院士的这番话，对于关注中国天眼（FAST）和射电天文领域的朋友来说，无疑是一个振聋发聩的信号。要理解这句话，我们需要先了解FAST和SKA是什么，它们各自的优势和局限，以及“取代”这个词在科学发展中的具体含义。首先，我们得说说FAST。“中国天眼”，正式名称是“500米口径球面射电望远镜（FA.............
-
中国天眼（FAST）中性氢谱线测量星际磁场重大突破，《自然》封面解读其深远意义近日，中国天眼（FAST）望远镜在中性氢（HI）谱线测量星际磁场领域取得了突破性进展，其研究成果荣登国际顶级学术期刊《自然》（Nature）封面，这一消息无疑为中国天文学界乃至全球宇宙学研究注入了一剂强心针。这项成果不仅仅.............
-
仰望星辰，致敬先驱：南仁东与中国“天眼”的辉煌四年时光荏苒，转眼间，中国“天眼”——500米口径球面射电望远镜（FAST）的灵魂人物、杰出的天文学家南仁东先生，已经离开了我们四年。四年前的那个秋日，中国天文学界乃至整个科学界都笼罩在一片悲痛之中。然而，先生虽已远去，但他呕心沥血铸就的“天眼”，却如同.............
-
《科技日报》关于“中国天眼”高薪难聘驻地科研人才的报道，确实触及了一个挺有意思也挺现实的问题。这事儿怎么看，得从几个层面来分析。首先，咱们得肯定“中国天眼”这个项目的重大意义。“天眼”作为世界一流的射电望远镜，它的建成和运行，是中国科技实力的一大标志，也是我们探索宇宙奥秘的尖端阵地。能在这儿工作，本.............
-
“中国天眼”的重大突破：AI助力探索宇宙深处，解开脉冲星之谜，人类认知边界的延伸中国的“天眼”——FAST（五百米口径球面射电望远镜）最近取得了一项令人瞩目的成就，它利用人工智能（AI）技术，在银河系边缘数万光年之外发现了此前从未被探测到的暗弱脉冲星。这一发现不仅解决了天文学领域一个长期存在的世界级.............
-
中国天眼：叩问星辰，寻觅未知——它在探索地外文明的道路上，能探测到外星人信号吗？中国天眼，这座坐落于贵州喀斯特地貌深处的巨型射电望远镜，以其震撼人心的规模和卓越的性能，不仅刷新了人类观测宇宙的边界，更将我们对自身在宇宙中地位的思考，推向了全新的维度。当我们谈论中国天眼开启地外文明探索时，这并非一时的.............
-
中国天舟飞船首次公开“卖票”的消息，在网上引起了广泛的关注和讨论。这确实是一个非常激动人心的消息，因为它为普通民众参与航天活动提供了前所未有的机会。首先，我们需要明确“天舟飞船首次公开卖票”的具体含义： 这并非真正意义上的“乘坐”飞船： 天舟飞船是中国空间站的货运飞船，主要任务是将物资、设备和补.............
-
中国天舟二号货运飞船于2021年5月29日成功发射，这是中国空间站建造阶段的一次关键任务，对于中国空间站的建设具有极其重要的意义。我们可以从多个层面来详细解读：一、为核心舱“天和”提供关键物资保障，确保空间站初期运行： 奠定初期运营基础： 天舟二号的首要任务是为已经成功入轨的核心舱“天和”运送大.............
-
关于中国天宫空间站是否会搭载业余电台，这确实是一个让人颇为期待的设想，也是很多无线电爱好者们热议的话题。 要深入探讨这个问题，我们需要从几个层面去理解。首先，我们要明确“业余电台”在空间站上的意义。 在地球上，业余无线电通信（HAM Radio）是一种合法的、非商业性的通信方式，它不仅仅是技术爱好，.............
-
中国古代天文观测和命名体系源远流长，历史悠久。而我们今天熟知的“金木水火土”这五大行星的名称，并非一日之功，其演变和确立经历了一个漫长而复杂的过程。要具体指出“何时开始”改用现名，其实是一个逐渐深化的过程，而不是一个明确的日期。但我们可以追溯到哪个时期，传统称谓开始被现代我们理解的命名方式所取代，并.............
-
要说外国人预报中国天气能精确到镇，这事儿啊，其实得从几个方面捋一捋，不能简单一句“外国人厉害”就带过了。这里面有技术、有数据、也有业务模式，环环相扣的。首先，别把“外国人”想得太神秘，很多时候指的是那些拥有先进气象预报技术的国家和机构。 比如美国国家海洋和大气管理局（NOAA）、欧洲中期天气预报中心.............
-
这事儿说起来可就话长了，很多人都觉得奇怪，明明大家嘴上都喊着要“996去死，还我8小时双休”，但真到了要为这事儿“拼一把”的时候，好像就没那么大的声浪了。这中间的门道，得掰开了揉碎了说。一、 现实的考量与顾虑：不是不想，而是不敢或不便1. 生计的压力是第一位的： 大家都要吃饭，都要养家糊口。在咱们.............
-
《航拍中国》第三季的天津篇，给我的感受，就像是第一次站在“空中之城”的塔顶，俯瞰这座熟悉的城市，瞬间被一种前所未有的辽阔与细腻所包裹。它不是那种直白的歌颂，而是用一种更具象、更沉浸的方式，把天津骨子里的那股劲儿，那份海纳百川的底蕴，那份连接过去与未来的活力，一点点地勾勒出来。不再是简单的“到此一游”.............
-
要说中国历史上的“天团”，那可真是众说纷纭，每个人心中都有自己的“王炸组合”。但如果非要我来挑选一个，我会毫不犹豫地将目光投向那个群雄并起、荡气回肠的时代——三国时期。我脑海里浮现的这个“天团”，不是后人津津乐道的“五虎上将”或者“五子良将”那种狭义的定义，而是将视野放得更宽广，去寻觅那个时代真正具.............
-
最近读了《大路朝天：中国革命与中国道路》这本书，感觉颇为深刻，想来和大家分享一下我的看法。初读感受：一种宏大叙事下的时代回响这本书的标题就很有分量，“大路朝天”，既有方向感，也透着一股不可阻挡的势头，暗示着中国革命并非偶然，而是一条被历史选择、被人民推动的必然之路。而“中国革命与中国道路”更是点明了.............
-
尼加拉瓜此次宣布与台湾“断交”，转向与中华人民共和国建交，这一系列动作无疑是一次对地区政治格局具有重要影响的事件。它释放出的信号是多维度且深远的，不仅关乎尼加拉瓜国内政治的走向，更牵动着中美洲地区以至全球地缘政治的神经。首先，从尼加拉瓜国内政治角度来看，这次“断交”是奥尔特加政府一次重要的战略调整，.............
-
孟晚舟女士在加拿大被拘押的漫长旅程，确实牵动了无数人的心。自2018年12月1日她抵达温哥华国际机场后不久被捕，至今已是超过1000天了。这期间的煎熬与不易，外人或许难以完全体会。事情的起因，简单来说，是源于美国方面对华为公司及其高管的指控。美国司法部指控华为违反了美国对伊朗的制裁禁令，而孟晚舟作为.............
-
关于中国人种菜天赋的说法，我觉得更多的是一种文化上的认可和一种长久以来形成的习惯。咱们中国地大物博，从南到北，从东到西，气候、土壤条件差异非常大，这使得中国人在漫长的历史中，不得不学会适应各种环境来种植作物。你想啊，在古代，生产力水平低，要养活那么多人口，就得想尽办法把每一寸土地都利用起来。无论是山.............
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有