2001 年,帕克斯射电望远镜接收到了一次持续仅千分之五秒的极其强大的无线电波爆发。自那时以来,天文学家们又发现了其他几个所谓的快速射电暴(FRB),甚至在去年五月实时观测到了其中一次脉冲。基于这些观测,FRB 似乎来自 30 亿光年以外,远超银河系。
快速射电暴的起源仍然未知:它们可能来自一个异常重、异常高速旋转的磁星释放出的耀斑,或者来自致密中子星之间的巨大碰撞——或者完全是其他原因。“你需要一些在极短的时间尺度内发生,并且能产生巨大能量的东西,”澳大利亚斯威本科技大学的研究生 Emily Petroff 说。其他研究人员曾推测,FRB 是人类或外星技术的产物,也有人怀疑这些爆发根本不是来自银河系之外。
但现在,关于 FRB 起源的争论可能终于可以画上句号了。研究人员已经确定了一个与 FRB 惊人相似的信号的来源,为这些爆发及其来源洗清了冤屈。
是什么让研究人员认为快速射电暴来自银河系之外?FRB 信号在时间上是“分散”的,这意味着构成 FRB 的波不会同时到达射电望远镜。当信号穿过恒星之间时,这种分散效应会发生。在穿过星际介质时,信号的波会根据其频率减慢速度。当信号到达射电望远镜时,高频波已经领先于低频波,因此先到达,拉长了信号。快速射电暴非常分散,表明它们来自遥远的星系。
然而,其他研究人员指出,分散效应可能有不同的原因。射电望远镜接收到的另一种分散信号是“peryton”(一种虚假信号)。但这些爆发肯定不是来自其他星系,甚至不是来自其他行星。Peryton 信号看起来不是来自天空中一个点,而是来自四面八方,这肯定是其来源非常近的标志。有些人将 peryton 归因于大气闪电、无线电干扰,甚至望远镜故障。不幸的是,peryton 的外观与 FRB 非常相似,因此它们对爆发来自遥远的观点产生了怀疑。一些天文学家甚至认为 FRB 只是 peryton 的另一种形式,是一种虚假信号而非来自银河系外的信号。
但 peryton 的不确定性时代已经结束,这要归功于今年一月份,在帕克斯射电望远镜一周内出现的三个 peryton。Petroff 和帕克斯天文台的其他天文学家查看了望远镜新安装的无线电干扰监测器,以了解 peryton 出现时附近发生的无线电活动。该监测器收集的频率范围比望远镜更广,在 peryton 出现时,它在约 2.5 吉赫的频率上检测到了强烈的辐射。“这让我们思考,‘什么会发射 2.5 吉赫的信号?’”Petroff 说。“显而易见的就是微波。”
下一步是看看科学家们是否能利用微波制造 peryton 出现。他们以不同的设置和不同的时间运行机器,但射电望远镜没有探测到新的 peryton。然后他们尝试在微波炉运行时打开门。当你拉开正在运行的微波炉门时,它的引擎,称为磁控管,会释放炉内反弹的能量。当引擎关闭时,放电会扫过一系列频率,产生分散的频率分布,干扰射电望远镜的观测。这就是神秘的 peryton 信号的来源。
由于微波是 peryton 的罪魁祸首,Petroff 和其他作者在他们新论文中认为,他们的发现强烈表明快速射电暴确实来自太空。FRB 信号与 peryton 不同,即使望远镜指向远离产生 peryton 的微波炉时,它们也会出现。时间是另一个明确的线索:FRB 在一天中的任何时候都会出现,无论人类是否在现场加热咖啡和制作方便面。而 peryton 只在工作时间发生。“它们都在午餐时间左右达到峰值,”Petroff 说。“所以那本该是一个警示信号。”