遙遠的矮星系中一個神秘的宇宙天體正在產生快速射電暴(FRB)，新的研究揭示了其源頭周圍罕見的天文環境，那裡的磁場扭曲和起伏。這是首次觀察到FRB 的磁場反轉，表明某些FRB 可能起源於雙星系統。

綠岸望遠鏡能夠觀察到來自FRB20190520B 的波的方向變化，就像通過大質量恆星大氣層的鏡頭觀察到的那樣。 圖片來源：NSF/GBO/P.Vosteen

在40 億光年外的矮星系中心，有一個神秘的宇宙天體，它會產生僅持續幾毫秒的能量爆發。關於這種快速射電暴(FRB) 的新研究揭示了其源頭周圍罕見的天文環境，其中磁場隨時間扭曲、轉動和起伏。這是首次檢測到從FRB 觀察到的磁場反轉，也是首次在另一個星系中觀察到這種行為。

天文學家長期以來一直在尋找快速射電暴的神秘起源。這些神秘的瞬態射電脈衝於2007 年由西弗吉尼亞大學的一組科學家發現，被認為是宇宙之謎，因為FRB 的成因和起源仍然未知。

由西弗吉尼亞大學研究生研究助理Reshma Anna-Thomas 領導的一個國際團隊在運動期間發現了FRB 中磁場反轉的第一個證據。這一發現也強化了至少一部分快速射電暴起源於雙星系統的觀點，雙星系統是一個由兩顆相互繞行的恆星組成的系統。

Anna-Thomas 分享道，“我們希望發現旋轉測量的高值，表明極端磁化等離子體環境，但令人驚訝的是，我們還發現它是高度可變的，並且集成磁場會翻轉方向。”

Anna-Thomas 和團隊使用美國國家科學基金會的綠岸望遠鏡(GBT) 對FRB 20190520B 進行了為期17 個月的觀測——這在天文時間尺度上非常短暫。FRB 的獨特特徵激發了對數據的更深入研究，例如高局部色散測量（這是密集局部環境的標誌），以及與FRB 位於同一位置的持久無線電源。來自澳大利亞帕克斯望遠鏡（也稱為Murriyang）的數據幫助完成了這張照片並加強了他們的結論。

具有如此極端湍流和反轉的磁場以前從未在宇宙中觀察到過，儘管我們銀河系中有一顆脈衝星非常接近。這顆脈衝星位於一個雙星系統中，有一顆大質量恆星。研究人員將他們的FRB 觀察到的磁性解釋為可能是由大質量恆星的湍流日冕引起的，這提供了一個令人驚嘆的鏡頭，我們可以通過它觀察FRB 雙星。西弗吉尼亞大學教授兼天文學家Sarah Burke Spolaor 解釋說：“來自大質量恆星大氣層的劇烈起伏和流動的等離子體風沿著我們對FRB 源的視線提供了一個不斷變化的磁場。 當光波在特定方向波動時會發生偏振，而磁場可以重新調整該方向。 這就是我們能夠觀察到光的變化方向的方式。”

支持這項研究的GBO 科學家Ryan Lynch 補充說：“GBT 的高靈敏度、觀察高頻和記錄全極化數據的能力對這項研究至關重要。 它是研究快速射電暴的最佳望遠鏡之一。”