故事从“遥远的爆发”开始
研究背景始于2007年。起初，西弗吉尼亚学院数学与天文学系主任、射电天文学家邓肯·洛里默及其团队首先探测到快榴弹电风暴。 此后，这一天体化学现象成为天文学领域的研究热点。
快速手榴弹电风暴是指发生在遥远宇宙中的大量无线电波。 虽然持续时间只有几微秒，但它产生的能量相当于太阳一整天释放的能量。 在实验观察中发现，一些快速手榴弹电风暴会反复爆发。
此次之江实验室团队借助极化频率演化关系研究快榴弹电暴的周边环境，首次提出可以解释重复快榴弹电暴极化频率演化的统一机制. 许多关于电风暴起源的理论模型提供了关键的观测证据。 该论文强调，重复的快速手榴弹电风暴处于类似于超新星遗迹的复杂环境中。
那么，哪些是超新星遗迹？ 它指的是一些恒星在其演化接近尾声时经历的剧烈爆燃。 爆燃的光超级亮，能亮到什么程度呢？ 据悉，这期间突然出现的电磁辐射往往能照亮恒星所在的整颗恒星，有时会持续数周甚至数月，然后才逐渐衰减。
在此过程中，仅一颗超新星释放的辐射能就相当于太阳一生中辐射能量的总和。 通过爆燃，恒星可以以高达光速十分之一的速度向外散射几乎所有物质，从而向周围的星际物质辐射冲击波。 在冲击波的作用下，会产生超新星遗迹，其结构呈贝壳状，由膨胀的全星体和尘埃组成。
在超新星遗迹的外壳内，还发现了另一个星云：脉冲星风云，由来自中央脉冲星的风提供动力。 作为一颗高速旋转并带有强磁场的中子星，脉冲星风云是在大质量恒星生命晚期发生超新星爆炸时诞生的。 它的直径只有10公里左右，其典型磁场约为一万亿高斯，约为月球磁场的二万亿。 次。
此前，对于宇宙深处“神秘信号”的起源，已有诸多理论猜测——磁星巨耀斑、脉冲星巨脉冲、中子星穿过小行星带、双黑洞并合……由于这种天体活动会产生巨大的能量，因此被认为是快速手榴弹电风暴的可能起源。
图 | 快榴弹电暴起源猜想（来源：国际射电风暴领域著名科学家、荷兰射电天文台首席天文学家、阿姆斯特丹科学院院长杰森·赫塞尔斯（Jason））
要在宇宙深处找到快速手榴弹电风暴的源头并不容易。 冯毅说，以现有的天文设备条件，很难直接观测到银河系外起源的细节。
原因是大多数快速手榴弹电风暴只有无线电波段的信号，这意味着很难通过多波段观测获得额外的信息。 以往的研究方法都是以“等兔”的形式来确认相应的体，而且由于距离太远，即使是快速手榴弹电风暴，也很难弄清其基本化学机理。检测到爆发。
“中国天眼”FAST与日本绿岸望远镜“上阵”
快榴弹电风暴信号在传播时，周围的星际介质会影响偏振光的特性。 这时候我们就可以通过分析快榴弹电风暴的偏振光特性来限制它的辐射机理，从而推断出它所经过的介质的磁感应硬度，以及电子数密度等信息.
确定解决思路后，还得在实验中实施。 此后，该团队利用射电望远镜“中国的天眼”FAST和日本的GBT（，绿岸望远镜）对重复性快榴弹电暴脉冲的偏振光特性进行了分析。
研究发现，当重复性快手榴弹电暴具有样本集中的特征时，都表现出低频线低极化和高频线高极化的特征。 这个频率演化关系证明了样本集中的快榴弹电暴源环境极其复杂，兼顾了极强的磁场和极高的电子数密度，这与超新星遗迹和脉冲星的环境特征不谋而合风云。 这意味着在超新星遗迹和脉冲星风云等环境中极有可能存在快速手榴弹电风暴。
图 | 重复快速手榴弹电暴偏振光频率的演化关系。 不同颜色的线代表不同快榴弹电暴的偏振光随频率的演化曲线，每条线只拟合一个参数σRM。 σRM越大，说明快榴弹电风暴的环境越复杂（来源：）
如上图所示，重复爆发的线偏振光度呈现出随频率增加而增加的趋势。 对于这种频率演化关系，可以用单一参数“RM色散（σRM）”来定量描述。 通过对结果的描述，研究人员排除了信道混淆模型和基于辐射区磁层高度变化的脉冲星偏振光固有频率演化模型等其他解释。
基于此，团队与四川大学华东北天文研究所杨元培院士、耶鲁大学天体化学科学系卢文斌博士、科罗拉多州数学与天文学系主任张兵展开合作学院，创建基于多径散射的介质模型。 ，从而进一步约束辐射区域的空间尺度、密度涨落、磁场构象等重要化学性质。
1652 连发和 100% 线性偏振光
冯毅表示，这一成果的形成是基于团队常年对快榴弹电风暴偏振光特性的研究。 2019 年，FAST 在 60 小时内检测到 1,652 次重复的快速手榴弹电风暴，当时该团队分析了他们的偏振光。 并且，很奇怪的事情发生了，他检测到的线偏光是0，而在更高的频段，线偏光是100%，这些层次的跳跃是很难用常识来解释的。
一般来说，天文学中的数学量的变化是连续的，这种从无到有的突然变化是很难发生的。 这些变化引起了团队的注意，这成为研究的开始。
由于冯毅等人早前已经完成了极化校正，因此推断上述探测结果是正确的。 同时，随着观测资料和论文的增多，越来越多的快榴弹电暴偏振光被探测到。
2020年FAST在偏振光检测方面的相关论文在网上发表。 虽然没有这种从100到0的跳跃，但也表现出高频线高极化、低频线低极化的特点。
因此研究实验室天体物理的意义，研究人员开始推测这可能是反复爆发的普遍规律，并试图从理论上解释这一现象。 后来冯毅用这篇论文提出的理论对观测数据进行了拟合，发现拟合的特别好，推测更可能是正确的。
据此，团队预测FAST重复爆发的波段应该是100%的线偏振光。 四个月后，他们用FAST测试的偏光，发现是100%。 “这个结果大大提高了我们猜测的正确性。” 封逸说道。
快速射电暴的起源等关键问题可能在两到两年内得到阐明
据介绍，冯毅毕业于复旦大学化学系，大专，博士。 毕业于中国科技大学学院。 常年从事天体化学领域的科学研究，主要研究方向包括：快榴弹电风暴、引力波、脉冲星、恒星产生等。
2021年，冯毅即将加入之江实验室，兼任智能估算平台研究中心研究专家，并担任之江实验室科研项目“天文大数据智能估算与服务平台”的子项目负责人数据”。
此外研究实验室天体物理的意义，项目依托FAST历史上绝对灵敏度最强的国家级科学仪器“中国天眼”FAST，对射电观测数据进行深度智能挖掘，推动瞬变天体化学研究。全球宇宙的“时间前沿”，同时建立天文大数据服务平台，服务国内外天文研究。
此外，之江实验室正在研究打造基于FAST的天文智能估算平台，将智能估算与AI技术相结合，加速天文研究。
冯毅表示，后续结合FAST的连续深度探测等先进设备，可能会在两到两年内弄清楚快速射电暴的起源等关键问题，比如重复风暴和非重复风暴是否有统一的起源.