本文来自微信公众号：原理 （ID：principia1687），作者：不二北斗，原文标题：《破纪录的古老信号》，题图来自：视觉中国
最遥远、最古老
快速射电暴（FRB）是一种强大的射电脉冲，它们的持续时间非常短暂，仅在毫秒之间。
在一篇新发表于《科学》杂志上的论文中，一个国际研究团队报告了一个迄今为止传播得最遥远的FRB，这个爆发了巨大能量的射电信号在被地球上的望远镜捕捉到之前，已经在宇宙中穿行了约80亿年。这一事件被命名为FRB 20220610A。
2022年6月10日，位于西澳大利亚的ASKAP（澳大利亚平方千米阵探路者）射电望远镜探测到了FRB 20220610A。研究人员先是利用ASKAP，精确地确定了射电暴的来源，发现它比迄今为止所探测到的任何FRB源都更古老、更遥远。这样的发现令天文学家惊喜不已，在此之前，他们并不知道在如此遥远的过去FRB是否存在。
快速射电暴（FRB）以及用来探测和定位它的仪器。（图/MACQUARIE UNIVERSITY）
然后，当他们使用位于智利的甚大望远镜（VLT）搜索它的来源星系时，发现它是由两个或三个明亮的团块组成的。这表明，这一事件可能源自于一组正在发生碰撞、并合的星系。
测量看不见的物质
FRB是分析宇宙的一个非常有用的工具，因为它们可以用来探测星系之间的物质，帮助科学家测量那些目前我们无法看见的物质。
当FRB穿过星系和星系之间时，它们会穿过热气体，导致它们发射的低频射电波比高频射电波传播得更慢，这种现象被称为色散。这意味着，不同频率的射电波到达地球上的望远镜的时间略有不同。根据这一现象，天文学家就可以推断出一些对其他类型的望远镜来说太热的、太弥散的物质的存在。
当天文学家计算那些由原子构成的普通物质的数量时，他们发现有一半物质“失踪”了。这些物质很可能就隐藏在星系之间。当FRB穿过星系之间的物质时，波长越短的高频射电波会比波长越长的低频射电波更快地穿过。星系间的物质越多，FRB中的低频射电波就会被落后得越多。（图/ICRAR）
FRB 20220610A所产生的信号的色散延迟比之前的大多数观测结果都大，这表明它在其80亿年的旅程中穿过了很多物质。这样的结果证实了天文学家之前从那些距离更近的FRB研究中得出的结论：距离越远，FRB信号的色散延迟在抵达地球时就越大。
不过，新的发现也对现有的FRB模型提出了挑战：这一事件在几毫秒内释放的射电暴相当于太阳30年来的总辐射，这样的能量比理论预期的要强大3倍以上。因此，研究人员表示，在了解到这样的极端事件的存在后，应该对这类计算加以调整。接下来，天文学家需要对FRB的能量分布估计进行改进。
期待更多样本
自2007年首次探测到FRB以来，天文学家不断地捕捉到这些强烈的射电波暴发事件，其中大多数FRB都来自相当遥远的星系。然而，还有一些关于FRB的基本问题，一直让天文学家困惑不已，比如：究竟是什么产生了FRB？
虽然天文学家仍不知道是什么导致了这样巨大的能量暴，但新论文证实了FRB是宇宙中常见的事件。更令人兴奋的是，天文学家们已经开始测量它们的性质。随着天文学家们探测到越来越多来自遥远星系的FRB，更多关于宇宙如何演化的信息也将随之揭开。
接下来，研究团队表示他们将要更好地了解产生强大能量暴的早期宇宙条件。ASKAP是目前探测和定位FRB最好的射电望远镜。目前正在西澳大利亚和南非建造的国际平方千米射电望远镜阵（SKA）将会更好地帮助天文学家定位更古老、更遥远的快速射电暴。镜面直径近40米的ESO的特大望远镜（ELT）目前也正在高而干燥的智利沙漠中建造，届时将可以用它研究源星系。
参考来源：
https://www.eurekalert.org/news-releases/1004649
https://www.nature.com/articles/d41586-023-03264-3
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf2678
本文来自微信公众号：原理 （ID：principia1687），作者：不二北斗