SETI研究所的研究人員利用艾倫望遠鏡陣列觀測到了來自FRB 20220912A的35次爆發，揭示了快速電波暴的神秘本質及其可能來自極端宇宙天體的起源。這項工作證明，像 ATA 這樣具有獨特功能的新型望遠鏡可以從一個新的角度揭示快速射電暴科學中的未解之謎。

SETI研究所的科學家小組揭開了快速電波暴（FRB）這一宇宙之謎的新面紗。 SETI 研究所的升級版艾倫望遠鏡陣列（ATA）發現並詳細觀測了重複出現的 FRB 20220912A，揭示了這些太空訊號的本質。

FRB 是來自深空的短暫而強烈的無線電波閃光。雖然大多數情況下只發生一次，但有些”中繼者”會不只一次發出訊號，這增加了了解其起源的複雜性。在 541 小時的觀測中，研究人員從中繼者 FRB 20220912A 中偵測到了 35 個 FRB。使用 ATA 進行的觀測涵蓋了廣泛的無線電頻率範圍，並揭示了引人入勝的模式。所有 35 個 FRB 都出現在光譜的低頻段，每個都有其獨特的能量特徵。

使用艾倫望遠鏡陣列探測到的 FRB 20220912A 所有爆發的動態光譜（或”瀑布”圖）、頻率平均脈衝剖面和時間平均光譜。時間序列圖中的紅色陰影區域表示所定義的子脈衝串的時間跨度，紅色垂直線為相鄰子脈衝串的分界線。資料來源：SETI 研究所

“這項工作令人興奮，因為它既證實了已知的FRB 特性，又發現了一些新的特性，”SETI 研究所的索菲亞-謝赫博士（Sofia Sheikh）說，她是國家科學基金會MPS-Ascend 博士後研究員，也是這項工作的第一作者。 “我們正在縮小 FRB 的來源範圍，例如，將其縮小到磁星等極端天體，但現有模型無法解釋迄今觀測到的所有特性。能夠參與首次利用 ATA 進行的 FRB 研究真是太棒了–這項工作證明，像 ATA 這樣具有獨特功能的新型望遠鏡可以為 FRB 科學中的未解之謎提供一個新的角度。 “

最近發表在《英國皇家天文學會月刊》（MNRAS）雜誌上的詳細研究結果展示了FRB耐人尋味的行為。這些神秘的訊號表現出頻率向下漂移、頻寬與中心頻率之間的聯繫以及爆發持續時間隨時間的變化。研究小組也觀測到了一些以前從未報道過的現象：在兩個月的觀測期間，爆發的中心頻率出現了明顯的下降，揭示了一種意想不到的宇宙”滑哨（slide-whistle）” ;現象。

FRB 20220912A 資料集的兩個參數–中心頻率和頻寬–以 MJD 為單位繪製了從活動開始到活動結束（約 60 天）的時間變化圖。 a) 圖顯示，FRB 的中心頻率在整個活動期間都在下降（擬合殘差和 LOWESS 非參數準則在下面以藍色顯示）。 b) 面板顯示了頻寬隨著時間的推移出現了同樣的下降。資料來源：SETI 研究所

此外，研究人員也利用這些觀測結果預測了 FRB 20220912A 最亮爆發的臨界點，顯示了它對整個宇宙訊號率的貢獻。事實上，在這些觀測中，天空中所有強 FRB 中只有百分之幾是由這個特定天體引起的。

研究還調查了爆發序列的時間模式，尋找 FRB 內部和之間的重複。結果沒有發現明顯的規律，凸顯了這些天體現象的不可預測性。

這項工作證明了艾倫望遠鏡陣列在破解 FRB 之謎方面的重要作用。艾倫望遠鏡陣列具有一種獨特的能力，可以同時記錄大量的頻率通道，即使這些通道相距甚遠–例如，有些頻率很高，有些頻率很低。這樣就可以在出現 FRB 時進行即時檢查，以限制 FRB 在高頻和低頻同時進行的活動。正在進行的升級保證了更多的功能，可以同時在更多的頻率上看到更暗的 FRB，確保 ATA 在促進我們對 FRB 的了解方面始終處於領先地位。

艾倫望遠鏡陣列（ATA）位於美國加州帽溪射電天文台。 ATA 由 SETI 研究所運營，是專門用於技術訊號搜尋的儀器，有可能成為研究瞬變的強大設施。圖片來源：Joe Marfia

SETI研究所ATA計畫科學家兼合著者Wael Farah博士說：”看到ATA在升級計畫啟動三年後參與FRB研究，真是令人興奮。 ATA擁有獨特的能力，這些能力正被用於包括快速瞬變在內的許多研究工作中。 “

這項里程碑式的發現標誌著人們在不斷探索揭開宇宙中極端天體秘密的道路上邁出了重要一步。隨著科學家對宇宙的不斷探索，我們發現的每一個獨特特徵都會讓我們更接近了解這些迷人的宇宙訊號的起源和本質。

參考文獻：”用艾倫望遠鏡陣列描述重複FRB 20220912A 的特徵”，作者：Sofia Z. Sheikh、Wael Farah、Alexander W. Pollak、Andrew、P. V.、Siemion、Mohammed A. Chamma、Luigi F. Cruz、 Roy H. Davis、David M. B. 和M. C. M. D. Cruz, Roy H. Davis, David R. DeBoer, Vishal Gajjar, Phil Karn, Jamar Kittling, Wenbin Lu, Mark Masters, Pranav Premnath, Sarah Schoultz, Carol Shumaker, Gurmehar Singh and Michael Snodgrass , 已接受，《皇家天文學會月刊》。

arXiv:2312.07756

編譯來源：ScitechDaily