快速无线电暴（FRBs）是神秘而短暂的无线电波信号，最初认为来源于磁星，磁星是具有强大磁场的中子星。然而，这些磁星通常在年轻的星团中发现。最近，去年识别出的一个重复爆发被追溯到一颗古老的、庞大的椭圆星系的遥远边缘。这引发了关于磁星是否真的能成为FRBs来源的怀疑。
天文学家Calvin Leung在去年夏天分析来自新激活无线电望远镜的数据时感到兴奋，成功定位到来自北天琴座的重复强烈无线电波的源头——被称为快速无线电暴（FRBs）。
Leung是加州大学伯克利分校的米勒博士后研究员，致力于揭示这些神秘爆发的起源，并利用它们作为工具来探索宇宙的广阔结构，这对理解其起源和发展至关重要。他编写了大量计算机代码，使他的团队能够合并来自多个望远镜的数据，从而极为精确地确定爆发的位置。
然而，当他的同事们来自加拿大氢强度测绘实验（CHIME）利用光学望远镜观察这一地点时，兴奋很快转化为困惑。他们发现该地点位于一颗早已消失的椭圆星系的边缘，而理论上该地区不应该存在导致这种爆发的恒星。
Leung表示，“预期的‘磁星’——是由于一颗大质量年轻恒星塌缩而形成的高磁化和旋转的中子星——新问题成为：怎么会在这颗古老的无生命星系中找到磁星？”
预计能产生这些快速无线电信号的年轻星际残骸，早已从这颗拥有113亿年历史、距离地球20亿光年、质量超过太阳的1000亿倍的星系中消失。
来自加拿大蒙特利尔麦吉尔大学的博士生Vishwangi Shah，进一步完善和发展了Leung关于爆发位置的计算，指出：“这不仅是第一个位于死星系外的FRB，而且是所有FRB中距离其母星系最远的。爆发的位置是意想不到的，让人质疑如何在新星形成已停止的区域中发生如此强烈的爆发。”
Shah是今天（1月21日，星期二）在《天体物理学期刊快报》上发表的关于FRB的研究的第一作者，与伊利诺伊州埃凡斯顿西北大学的同事们的另一篇论文一起发表。Leung是两项研究的合著者，也是与位于不列颠哥伦比亚省的主要CHIME无线电阵列相连的另外三个望远镜（称为支撑望远镜）的关键开发者。他在麻省理工学院（MIT）攻读博士学位期间指导了Shah，并在UC Berkeley完成了爱因斯坦博士后研究后获得了米勒奖学金。
加州新的CHIME支撑望远镜
第三个支撑无线电阵列将在本周在哈特溪天文台投入运营，该天文台曾由加州大学伯克利分校管理，现在由位于山景的SETI研究所管理。这四个阵列大大增强了CHIME精确定位FRBs的能力。
Leung表示：“借助这三个支撑望远镜，我们应该能够每天准确识别一个FRB及其相应的星系，这非常重要。这代表着相较于仅用两个支撑阵列运行的CHIME的20倍改善。”
这种精确度的提高将使光学望远镜能够瞄准并识别造成这些爆发的恒星群体类型，比如球状星团或螺旋星系，从而有可能准确找到恒星源。在迄今为止检测到的大约5000个源中——超过95%是由CHIME发现的——只有少数已追溯到特定星系，复杂了验证磁星或其他类型恒星是否产生这些辐射的努力。
在新研究中，Shah对重复FRB的多个爆发进行了平均，以提高CHIME阵列和位于不列颠哥伦比亚省的一个支撑阵列实现的定位准确性。在2024年2月揭示后，天文学家注意到直到7月31日又有21个额外的爆发。自研究提交以来，麻省理工学院的Shion Andrew整合了来自西弗吉尼亚州格林银行天文台的另一个支撑阵列的数据，确认了Shah的发现，其准确性提高了20倍。
Shah指出：“这一发现挑战了当前将FRBs起源与星形成星系事件相联系的理论。源可能位于一个球状星团中，这是一个位于主星系外的古老、死去恒星的密集聚集。如果得到证实，这将使FRB 20240209A成为与球状星团相关的仅有的第二个FRB。”
然而，她指出，另一个与球状星团相关的FRB与一个活星系相连，而非像这颗数十亿年前就已停止星生成的古老椭圆星系。
塔拉内·埃夫特卡里（Tarraneh Eftekhari）表示：“显然，关于FRB的发现潜力仍然丰富，它们的环境可能是揭开其神秘的关键。”埃夫特卡里在西北大学获得了爱因斯坦博士后奖学金，并且是第二篇论文的第一作者。
Leung补充道：“CHIME及其支撑望远镜将使我们能够进行前所未有的天文测量，远超哈勃太空望远镜或詹姆斯·韦伯太空望远镜。接下来的责任在于这些望远镜，深入挖掘以识别源头。”他说，“这是一个令人难以置信的无线电望远镜。”
该研究得到了多个机构的资助，包括戈登和贝蒂·摩尔基金会、NASA、太空望远镜科学研究所、国家科学基金会、达维德和露西尔·帕卡德基金会、阿尔弗雷德·P·斯隆基金会、研究公司科学进步、加拿大高级研究所、加拿大自然科学与工程委员会、加拿大创新基金会，以及麦吉尔大学的特罗蒂埃太空研究所。
