在所有在宇宙中爆发的壮观现象中，快速射电暴（FRB）是最强大也是最神秘的之一。虽然我们的射电望远镜已经接收到数百个已知的快速射电暴，但射电天文学家最近探测到一个迄今为止最引人入胜的爆发。它不仅来自比以往任何观测到的快速射电暴都更远的距离，而且能量也最高。
像这样的超级快速射电暴颠覆了我们对这些爆发起源的本已模糊的理解。快速射电暴是突然发出的无线电波，通常持续不到一秒，甚至只有几毫秒。而且它们的能量非常非常高：它们在毫秒内发出的能量相当于太阳三天发出的能量。尽管如此，我们并不确切地知道它们是如何形成的。
这次新事件，天文学家称之为FRB 20220610A，首次出现在澳大利亚平方公里阵列路径寻找者（一个位于珀斯以北约360英里沙漠中的天线阵列）的闪光信号中。当天文学家测量了该爆发的红移时，他们计算出它在大约80亿年前离开其源头，正如他们在今天发表在《科学》杂志上的一篇论文中所描述的。
在精确定位了爆发的来源并在可见光和红外望远镜的跟进观测后，作者们设法绘制出了一个模糊的星系合并图像。
“当然，你离宇宙越远，星系就越暗淡，因为它们离得越远。要识别宿主星系是相当困难的，而他们做到了，”西弗吉尼亚大学研究快速射电暴的天文学家Sarah Burke Spolaor说，她不是这项研究的作者。
快速射电暴之所以令人兴奋，不仅仅是因为它们很响亮。要到达我们这里，来自银河系之外的爆发必须穿越数百万或数十亿光年的、近乎真空的星系间空间。在这个过程中，它们会遇到极其稀疏的电离粒子。正是这些粒子阻止了宇宙大部分区域完全空虚——这就是天文学家称之为星系际介质的东西，它可能占宇宙“普通”物质的一半。
“我们对它了解不多，因为它如此稀薄，很难探测到，”麻省理工学院天文学家Daniele Michilli说，他也不是这项研究的作者。
当快速射电暴在漫长的旅途中穿越星系际介质时，粒子会导致其无线电波散射，留下科学家可以分析的痕迹。通过这种方式，科学家可以利用快速射电暴来研究星系际介质。像FRB 20220610A这样更遥远的爆发可以让天文学家研究宇宙广阔区域的介质。
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“这非常令人兴奋，绝对是快速射电暴的伟大应用之一，”多伦多大学研究快速射电暴的天文学家Ziggy Pleunis说，他也未参与作者团队。“目前，快速射电暴确实是我们所知唯一能以足够有意义的方式与星系际介质相互作用，从而我们可以测量其性质的东西。”
未来，天文学家甚至可能利用快速射电暴来研究宇宙是如何膨胀的。然而，要解开这个谜团，天文学家需要探测到比FRB 20220610A更深邃的宇宙过去的快速射电暴。“对于许多应用来说，它仍然不够遥远，”Pleunis说。“但它无疑是个好兆头。”
这涉及到一种权衡：在足够长的距离上，星系际介质中的粒子会分解快速射电暴，直到它消散成背景噪声。为了生存，快速射电暴必须更明亮、能量更高；反过来，通过评估爆发的弥散程度，天文学家可以估计其原始能量。
通过计算FRB 20220610A的数值，他们发现它是地球迄今为止观测到的能量最高的爆发。（另一项最近观测到的爆发，FRB 20201124A，能量级与之接近，但FRB 20220610A是纪录保持者。）具有如此高能量的爆发，给天文学家对这些快速射电暴的起源的理解（尽管目前还很不完善）带来了一些难题。
我们再次无法给出明确的答案。这个问题更加复杂的是，一些快速射电暴是一次性的闪光，而另一些则会重复出现，这暗示着这两种类型的快速射电暴可能有两种不同的起源。（顺带一提，FRB 20220610A似乎是一次性的。但另一个高能量的快速射电暴，FRB 20201124A，似乎会重复出现。）
尽管如此，天文学家们已经模拟了几种情景，主要涉及中子星。也许快速射电暴从中子星表面附近爆发，或者也许快速射电暴是从中子星抛射出的物质中的冲击波爆发。
但是，当这篇论文的作者们根据他们新的快速射电暴进行计算时，他们发现这两种情景都无法轻易产生如此高能量的爆发——这表明理论天文学家还有更多工作要做，才能令人满意地解释这些事件。
“快速射电暴总是让我惊叹，每次我们观测到一个新的，它都打破了以往的模式，”Spolaor说。
