磁星：神秘射電暴

海生

快速射電暴（FRB）是宇宙中突然出現(xiàn)的短暫而猛烈的無線電波，持續(xù)時間極短，通常只有幾毫秒，但在這期間它發(fā)射出的能量卻比太陽幾十萬年中發(fā)射出的能量還多。天文學(xué)家相信，在宇宙中每天都會發(fā)生成千上萬次這樣的爆發(fā)。

但自從2007年第一次發(fā)現(xiàn)以來，它們一直是個謎，因為大多數(shù)FRB都一閃即逝，沒有第二次觀察的機(jī)會;少數(shù)有重復(fù)的，重復(fù)時間也不固定。事件重復(fù)出現(xiàn)的這個時間范圍，就叫窗口期。

關(guān)于FRB的起源，科學(xué)家做了很多猜測，有的猜測還相當(dāng)離奇，譬如說外星飛船、白洞等。

2020年2月，一個加拿大研究小組首次在一個重復(fù)的FRB事例中發(fā)現(xiàn)了這樣一種模式：射電暴出現(xiàn)在4天的窗口期，接著是大約12天沒出現(xiàn)，然后在另一個4天的窗口期又出現(xiàn)，如此周而復(fù)始。

這種規(guī)律性為尋找FRB的來源提供了線索。研究小組認(rèn)為，這種爆發(fā)模式可能是由一顆磁星的擺動引起的。

磁星是一種強(qiáng)磁化的中子星，能夠像激光源一樣發(fā)出強(qiáng)烈、極窄的光束。當(dāng)光束穿過遙遠(yuǎn)的宇宙空間到達(dá)地球時，由于宇宙膨脹，波長被拉長，就變成了無線電波，被我們檢測為FRB。

不過，在天文學(xué)家的印象中，磁星的自轉(zhuǎn)是如此之快，以至于每隔幾秒我們就應(yīng)該檢測到FRB，而現(xiàn)在檢測到的FRB，相隔時間有的長達(dá)幾周，這怎么解釋？

為此，研究人員提出了磁星自轉(zhuǎn)中的一種擺動。設(shè)想你在太空中沒有引力的地方，將一個旋轉(zhuǎn)物體拋出飛船外，如果物體是對稱的，你隨后就會觀察到它的自旋指向一個固定的方向;但假如物體不太對稱，它的自旋方向就不固定了，在繞著一個中心周期性地擺動。這在物理學(xué)上叫進(jìn)動。地球的自轉(zhuǎn)軸事實(shí)上就在進(jìn)動，因為地球不是一個完美的球體。地球進(jìn)動造成每年春分點(diǎn)的時間略有出入。

磁星由于受其高速自轉(zhuǎn)和強(qiáng)磁場的影響，被扭曲變形，也不是完美的球體，它們也在進(jìn)動。即使是完美的球體，若受到環(huán)繞它的另一顆中子星的引力的影響，也有進(jìn)動。

如果磁星沒有進(jìn)動，我們在地球上接收到的信號當(dāng)然就會像脈沖星信號一樣非常準(zhǔn)確地重復(fù)，而且間隔時間極短。但一旦它搖擺起來，規(guī)律性就被破壞了，所以間隔可以拉得很長。研究人員認(rèn)為，如果這顆磁星發(fā)射的光束在天空中沿著一個圓圈運(yùn)動，這個圓圈需要16天才能完成，那么我們可以在4天內(nèi)看到FRB，然后相隔12天之后才重復(fù)。

研究人員甚至認(rèn)為，如果這個FRB真的來自磁星，也許其他的FRB可能也來自磁星。有些磁星發(fā)射的光束也許是斷斷續(xù)續(xù)的，再加上磁星自身的搖擺，導(dǎo)致我們在地球上接收到的很多FRB一閃即逝，不會重復(fù)。