中国天眼FAST快速射电暴优先和重大项目科学研究团队利用中国科学院国家天文台运行的FAST,开展了对FRB 20201124A的深度观测,获得了迄今为止最大的快速射电暴偏振观测样本,首次探测到了距离快速射电暴中心仅1个天文单位(即太阳到地球的距离)的周边环境的磁场变化,对确定快速射电暴中心引擎机制迈出关键一步。该成果于北京时间9月21日在国际学术期刊《自然》上发表。
此次研究团队使用FAST对位于银河系外的FRB20201124A进行了长期监测,在54天共计82小时观测中测到了来自这个快速射电暴的1863个爆发脉冲信号,它们所释放的能量相当于全世界当前总发電量累计几百亿年的总和,但目前快速射电暴的物理起源仍然不清楚,其中心机制尚属未知。
基于这一迄今为止最大的快速射电暴偏振观測樣本,该研究團隊取得了若干重要發現,均屬於國際首次。該團隊“拍攝”到了FRB法拉第旋轉量(這可以幫助測量環境中的磁場強度)動態演化的“電影”,首次發現了法拉第旋轉量的一般演化行為,即在前36天里法拉第旋轉出現了一無規律短時標演化,而在隨後18天里幾乎不變;首次發現了FRB猝滅現象,即從保持高事件率態到72小時內突然熄滅;首次在FRB中探測到了與之前所有FRB都顯著不同的高圓偏振度脈衝,其最高值達到了75%;首次發現頻率依賴性的偏振振荡现象。这些现象都说明了在这个FRB周围1个天文单位的大气是非常复杂并且正在动态变化着。
通过偏振振荡现象,该团队对这个FRB周围1个天文单位的大气给出了直接限制,达到了高斯级别以上。通过国际合作,该团队使用美国10米凯克光学望远镜(Keck)对这个FRB宿主星系进行了深度观察,并发现其宿主星系是约银河尺寸大小、富金属质地的小棒旋星系,并且发现这个位置恒星密度较低,与銀河系統之間距離適中,不太可能是由大质量恒星极端爆炸导致超亮超新星或伽马波段后形成年轻磁体。
目前,由中国科学院国家空间科学中心负责领导的一个跨学科协作项目正在紧密合作,以寻找决定性证据来解开这类宇宙奇迹核心物理过程和能源机制之谜。这项工作将进一步引导全球多波段联合调查,以早日揭示这些强烈但神秘事件产生原因的心理基础。此外,这一突破性成果也预示着未来对于更多难以解释宇宙现象及相关科学知识领域有更多新的视角与方法可供应用。