最近的星系间闪光可能有助于解决这个巨大的天文谜团

这是最剧烈的宇宙事件之一，也是最常见的宇宙事件之一。每天，地球天空都会出现数千颗星斑，但它们消失得如此之快，以至于天文学家直到大约十年前才意识到它们的存在。科学家们仍然不知道它们的原因。

我们对这种神秘闪光的了解几乎都与它们的名字相符：快速射电暴（FRB）。它们只持续几千分之一秒。它们的光芒几乎盖过了天空中所有其他无线电波源。而且，无论是什么产生了它们，能量都非常非常大。

如今，研究人员有更多此类事件需要研究。一支研究团队利用位于澳大利亚沙漠偏远角落的一组新射电望远镜，独自一人将已确认的观测次数增加了近一半，周三发表在《自然》杂志上的一篇论文就是其中之一。新发现的观测结果证实，无论这些事件是什么，它们都发生在难以想象的遥远地方，并表明研究人员可以利用这些宇宙信使探索原本无法到达的星系际空间。他们的成就标志着射电暴天文学新时代的开始，天文学家将用几天而不是几年来标记两次探测之间的时间间隔。

“我们在观测后 3.5 天内就发现了第一个 FRB，”领导这项工作的斯威本大学天文学家 Ryan Shannon 表示。“不过事实证明我们有点幸运。在整个搜索过程中，我们大约每 14 天就会发现一个。”

研究小组发现爆发如此频繁，而且在他们观察的大多数方向都出现了爆发，这一事实支持了人们普遍接受的结论：这些爆发一直到达地球——每天多达 10,000 次。但尽管它们一直出现在我们的天空中，但它们的短暂性意味着第一个爆发直到 2001 年才进入硬盘，直到 2007 年才被注意到。随后，科学家们花了数年时间来确定他们数据中的幽灵是否真的代表了宇宙事件（后来发现许多看似类似的爆发都是因为不耐烦的研究人员过早打开了微波）。

“2012 年，我们只知道一个 FRB，而且没人知道它是否真实存在，”快速射电暴研究员 Emily Petroff 说道，她发现了第一个实时 FRB，并维护着一个可靠信号的目录。截至周三，该数据库仅列出了在同行评议期刊上发表的 28 个 FRB。现在它已经膨胀到 47 个独特的条目。“在一篇出版物中添加 20 个 FRBS 是一项令人难以置信的努力，”她说。

尽管它们无时无刻不在发生，但天空广阔，而快速射电暴持续时间短，因此天文学家必须在正确的时间在正确的地点进行观测。来自银河系外的信号在传播过程中也会以特定的方式传播，而且由于没有人预料到短事件会像快速射电暴一样明亮到足以传遍整个宇宙，因此直到最近几年才有人以正确的方式进行观测。

香农的团队利用澳大利亚平方公里阵列探路者 (ASKAP) 发现了这些闪光。ASKAP 是由 8 个相对较小的天线组成的阵列，位于一片远离手机干扰的沙漠中，大概也没有微波炉的干扰。2017 年的大部分时间里，该团队每天 24 小时将天线指向不同的方向。香农说，每个单独的望远镜都比其他主要的射电望远镜弱，但它们加在一起可以覆盖很大的天空范围——大约相当于 1,000 个满月。这个区域只占天空的三分之一，但这仍然比之前的单望远镜搜索范围要广数百倍。宽广的范围还让他们能够在每次发现后进行总共 12,000 小时的后续观察，以寻找最终的奖励：惯犯。

在已知的四十多个 FRB 中，几乎所有都是一次性事件。不过，有一个 FRB 被证明异常活跃且不规则，在几个小时内发射出数十个脉冲，然后消失数月。这种行为让天文学家能够比其他已知爆发更深入地定位和研究“中继器”。澳大利亚团队希望找到更多的中继器，但没有成功。“我们没有看到 FRB 发生前后的任何信号迹象，”香农说。

然而，他们确实赢得了发现迄今为止最亮的爆发的荣誉，这一爆发在一毫秒内释放的能量相当于我们的太阳在 80 年内释放的能量。至少对香农来说，这种程度的消耗驳斥了一个牵强附会的说法，即这些脉冲是外星推进的副作用，相当于宇宙中的汽车回火。当然，没有哪个先进文明会有如此松懈的效率规定。

香农团队还证实，这些“天体物理瞬变”发生在遥远的星系中——有些星系距离我们足足有半个宇宙那么远。光线在穿越宇宙时会遇到电子，电子会轻轻弯曲它们的路径。有些光线弯曲得比其他光线厉害，整个爆发就会扩散开来。我们在地球上也能看到类似的事情发生，白光穿过棱镜时会扩散成彩虹。不过，在这种情况下，天文学家并不确定宇宙“棱镜”是如何构成的。星系间空隙中的物质太过微弱和遥远，无法直接研究，因此团队希望通过对大量 FRB 进行分类并测量每个 FRB 的扩散程度，了解这些物质是厚还是薄，是块状还是光滑。

储存快速射电暴探测的另一个好处是什么？我们可能真的会弄清楚它们是什么。香农和佩特罗夫都说，明智的做法是把钱投在中子星上，中子星是坍缩的恒星残骸，没有完全进入黑洞。虽然我们银河系中没有任何东西能发出足够明亮的光芒来与 ASKAP 看到的相匹配，但只有超高密度的中子星足够小、足够灵活、足够极端，才能发出巨大的毫秒信号。无论快速射电暴来自碰撞的中子星、撞入黑洞的中子星、尚未成熟为更稳定脉冲星的混乱婴儿中子星，还是正在做一些全新事情的中子星，这些物体很有可能是谜团的核心。

随着射电天文学界投入更多设备来寻找新的 FRB，答案应该很快就会揭晓。ASKAP 明年将重返搜寻，配备四倍多的天线，并将它们全部指向同一片天空，以努力确定任何爆发的起源星系。Petroff 还列出了明年计划上线的几个其他阵列，它们都旨在进行广泛而精确的观测。“我们将发现很多 FRB，”她说。“我们只是要进行清理。我不知道我们是否已经做好准备了。”

她说，该领域在四十年的探索中已经学到了很多关于应该问什么问题的知识，以找出导致短暂伽马射线爆发的原因（简短的回答：也是中子星），而更先进的技术与智力相结合应该会为这次努力提供动力。“这肯定还需要几十年的时间，”她说，“但按照我们现在的发展速度，我认为现在有太多聪明人正在研究这个问题，不能不尽快解决这个问题。”