2001年8月24日，一次持續(xù)5毫秒的射電爆發(fā)光臨地球。沒有人知道這些射線來自哪里，似乎是數(shù)十億光年外的地方。

　　“它如此明亮，我們無法不理會。”該信號的聯(lián)合發(fā)現(xiàn)者、美國西弗吉尼亞大學天文學家Duncan Lorimer說，“但我們也不知道用它做些什么。”研究人員在整理澳大利亞帕克斯射電望遠鏡數(shù)據(jù)時發(fā)現(xiàn)了這些信號。

　　這類轉(zhuǎn)瞬即逝的射電爆發(fā)通常來自脈沖星——旋轉(zhuǎn)的磁性恒星。但Lorimer認為這是單一性事件，且比以往所知的脈沖星爆發(fā)更有能量。

　　這不僅讓人聯(lián)想起英國天文學家約瑟琳·貝爾·伯奈爾1967年探測到來自太陽系外的神秘脈沖信號。她認為信號來自于一個地外智能文明，但后來證明這些信號的源頭是快速旋轉(zhuǎn)的脈沖星。這次，天文學家又捕獲到令他們困惑的神秘信號，于是產(chǎn)生了一個疑問，即是否接收到來自外星人的信息？

　　在與前導師、澳大利亞斯文本科技大學天體物理學家Matthew Bailes徹底分析了數(shù)據(jù)后，Lorimer開始意識到該發(fā)現(xiàn)的重大意義。它的來源似乎與預計的一樣遠，幾毫秒內(nèi)爆發(fā)的能量就相當于5億個太陽。“我們開始相信這確實不平凡。”他說。

　　但之后再沒有任何爆發(fā)，于是最初的激動變成了懷疑。射電天文學家開始懷疑這種神秘峰值：很多事件都能導致這一現(xiàn)象，例如移動電話信號、雷達探測信號、特殊天氣現(xiàn)象和設(shè)備故障等。不過，令人欣慰的是，之后幾年又有研究小組發(fā)現(xiàn)了這些信號。

　　2012年，現(xiàn)工作于德國波恩馬克斯普朗克射電天文學研究所的Evan Keane和同事發(fā)現(xiàn)了類似的事件；英國曼徹斯特大學的Dan Thornton及其同事一次發(fā)現(xiàn)了6起這樣的事件。現(xiàn)在，2001年的事件被認為是奇特新來源的快速射電爆發(fā)（FRB），這也是天文學上最復雜的神秘現(xiàn)象之一。

　　無論這些信號是什么，隨著觀測到更多的FRB，科學家能夠收集到比之前研究更多的細節(jié)。分析表明FRB非常頻繁，天空中每10秒就會產(chǎn)生一次爆發(fā)。但人們?nèi)匀粺o法解釋。理論家認為它們可能來源于正在蒸發(fā)的黑洞、中子星碰撞和大規(guī)模磁場爆發(fā)。但美國哈佛大學天文學家Edo Berger表示，即便最好的模型也無法解釋所有觀察值。

　　不過，答案可能很快就會清晰。全世界的望遠鏡都在尋找這種神秘爆發(fā)。其中，加拿大氫強度映射實驗（CHIME）似乎在一天內(nèi)發(fā)現(xiàn)了12次FRB，相關(guān)成果將于2017年底在線發(fā)表。

　　“該領(lǐng)域正在不斷被探索。”Bailes說。

　　好奇驅(qū)使

　　天文學家似乎對“洛里默爆發(fā)事件”更有信心。2010年剛完成天體物理學博士學位的Sarah Burke-Spolaor搜羅了帕克斯射電望遠鏡的舊數(shù)據(jù)，以尋找更多的爆發(fā)事件。結(jié)果她發(fā)現(xiàn)了16個信號。

　　這些信號大部分與“洛里默爆發(fā)事件”顯著類似。但它們也表現(xiàn)出了“分散性”，這意味著探測器出現(xiàn)高頻波浪數(shù)百毫秒后才出現(xiàn)低波浪。而這種分散效應(yīng)是Lorimer和Bailes發(fā)現(xiàn)的來自銀河系外的經(jīng)典爆發(fā)事件令人信服的最重要證據(jù)之一。

　　離子氣體云中的星際電子更多以低頻波浪相互影響，這就會輕微影響低頻波到達地球的時間，并延長該信號。而在“洛里默爆發(fā)事件”里，這種延遲如此廣泛，以至這種波必須穿越大量物質(zhì)——比銀河系內(nèi)的物質(zhì)多得多。

　　不幸的是，Lorimer和Bailes的發(fā)現(xiàn)過于平淡，而Burke-Spolaor的信號則與原始信號存在一個重要不同點：它們似乎從四面八方涌進來，而不僅僅是望遠鏡指向的方向?？茖W家將其命名為佩利冬（perytons）——神話中的有翼生物，并發(fā)現(xiàn)這些爆發(fā)可能源于閃電或一些人造來源。但它們也許不是天外來客。

　　Lorimer 決定暫時推遲FRB研究。“我還沒有獲得終身職位，因此不得不去做更主流的項目。”他說。而Bailes團隊則在繼續(xù)，并增加了帕克斯射電望遠鏡使用時間和頻率分析。2013年，他們發(fā)現(xiàn)類似“洛里默爆發(fā)事件”的4個FRB候選者。但一些局外人仍對這些射線來自太空保持懷疑，一個重要原因是所有的FRB均由一個團隊使用同一架望遠鏡獲得。“我非常希望其他地方的其他人也能探測到。”Bailes說。

　　2014年，他的愿望成真。德國馬普學會射電天文學研究所天文學家Laura Spitler小組利用波多黎各阿雷西博射電望遠鏡發(fā)現(xiàn)了一次爆發(fā)。“我欣喜若狂。”Bailes說。荷蘭射電天文學研究所天體物理學家Emily Petroff表示，這個發(fā)現(xiàn)讓大多數(shù)人相信FRB是真實存在的。但它們?nèi)陨钕菝造F。

　　2015年，Petroff團隊表示已經(jīng)知道佩利冬可能來自地球，并將目標鎖定為微波爐。研究人員發(fā)現(xiàn)，只有在天文臺廚房的那臺微波爐還在運行時，強行打開爐門，微波爐突然停止工作，就會從爐門泄漏出一些微波輻射，而同時，望遠鏡的天線正好朝向這邊。“我們已經(jīng)解決了佩利冬之謎，并增加了我們對FRB是真實存在的信心。”Petroff說。

　　靈感爆發(fā)

　　但人們依然不知道FRB到底是什么。這個極短信號只有5毫秒，這暗示著來源必須是一個致密物體，直徑不超過100公里—— 一個恒星質(zhì)量黑洞或一顆中子星。

　　荷蘭奈梅亨拉德伯德大學Heino Falcke和德國波茨坦馬普學會重力物理學研究院Luciano Rezzolla認為，當一顆超新星爆發(fā)產(chǎn)生了一顆略微超重的緊密中子星時，就會發(fā)生FRB。

　　今年年初，Spitler團隊報告稱至少有一個FRB來源反復出現(xiàn)：阿雷西博射電望遠鏡所得的數(shù)據(jù)揭示在兩個月時間里發(fā)生了一次爆發(fā)颶風，一些僅相隔幾分鐘。這一現(xiàn)象已被綠色銀行望遠鏡證實。直到那時，每個被觀察到的FRB都是單一性事件，暗示了源頭出現(xiàn)災(zāi)難性爆發(fā)或碰撞，并被破壞。

　　而重復出現(xiàn)的FRB則意味著其源頭幸免于難。因此，Petroff表示，“我猜它與中子星有關(guān)”——不需要自我毀滅就能發(fā)射脈沖。Spitler也表示同意。例如，她指向蟹狀星云：超新星爆發(fā)的產(chǎn)物。

　　1054年人們曾觀察到此次爆發(fā)，之后出現(xiàn)了被灼熱氣體包圍的迅速旋轉(zhuǎn)的脈沖星。Spitler表示，該星云偶爾釋放極其明亮的光和射電閃爍。如果它位于遙遠的星系，并出現(xiàn)能量急劇提升，它將發(fā)射出類似FRB的東西。

　　Spitler指出，如果一個源頭重復出現(xiàn)，最簡單的解釋是其他望遠鏡對FRB不夠敏感，或不夠幸運，無法觀察到。也有人認為只有部分FRB能重復。“如果我們發(fā)現(xiàn)2~3個FRB群，我一點也不驚訝。”Petroff說。

　　一段長路

　　另一個重要問題是，F(xiàn)RB距離地球有多遠。被觀察到的20次爆發(fā)隨機分散于太空，其源頭似乎都位于銀河系之外。但美國哈佛大學物理學家Avi Loeb表示，如此長的距離意味著源頭能量輸出超乎想象。

　　“如果爆發(fā)能重復，那源頭不能被破壞，因此也不能釋放如此多的能量。”Loeb說。“能量輸出能限制它的距離。”或許，F(xiàn)RB的源頭是銀河系內(nèi)的中子星，而分散的主要原因是未知電子云覆蓋著它們。

　　但也有人認為系內(nèi)存在如此稠密的星云應(yīng)當在其他波段被發(fā)現(xiàn)。美國加州理工學院天體物理學家Shri Kulkarni梳理了數(shù)個望遠鏡的銀河系源數(shù)據(jù)，結(jié)果一無所獲。Kulkarni之前認為FRB來自銀河系內(nèi)，但現(xiàn)在他相信FRB是系外來客的證據(jù)是壓倒性的。不過，Kulkarni沒有排除FRB源頭位于星系內(nèi)的可能性，或許在10億光年外，而非數(shù)十億光年外。

　　無論如何，這個問題的答案對觀察者而言將意味深遠。如果FRB信號穿越等離子云，它們將攜帶臨近星系的天氣預報。如果它們確實來自深空，那將有助于解決長期存在的宇宙之謎。

       但首先天文學家需要找到更多的FRB，并確定其位置。“直到現(xiàn)在，我們都只是在黑暗中摸索。”Berger說。完成該目標的方法之一是實時從射電望遠鏡數(shù)據(jù)中提取FRB，以便其他天文臺的科學家能在多波段觀測到爆發(fā)。

　　2月，該策略似乎取得成功，一個獨立團隊在帕克斯射電望遠鏡觀察到FRB信號兩小時內(nèi)進行了追蹤，并暫時將其定位在一個60億光年外的星系中。雖然，進一步觀測對這一結(jié)論提出質(zhì)疑，但Lorimer仍表示，該方法在未來會成功。

　　如果FRB來自宇宙深處，Loeb表示，定位它們將是一個重大突破，或有助于探索宇宙中失落的物質(zhì)。不過，F(xiàn)RB也可能是沒有人想到的東西。“自然界遠比我們想象的豐富。”他說。（張章）