[科普中国]-监听到30亿光年外神秘信号 突破倾听计划初现成果

在2015年7月份，俄罗斯亿万富翁尤里·米尔纳（YuriMilner）宣布启动“突破倾听”（BreakthroughListen）项目，这将是一项计划持续10年的，人类历史上最大规模搜寻地外智慧生命（SETI）的项目。作为米尔纳出资创办的“突破计划”（BreakthroughInitiatives）的组成部分，“突破倾听”计划将依托目前世界上最先进的射电望远镜和最新的软件技术，对100个距离最近的星系内超过100万颗恒星进行监视。借助位于美国西弗吉尼亚州的“绿岸射电望远镜”，承担这一项目，来自加州大学伯克利分校的研究组已经在这里开展“倾听”工作超过一年时间了。而就在不到一周之前，他们在一个距离地球大约30亿光年外的矮星系中监测到15次快速射电暴（FRBs）事件。根据研究组就这一发现发表的论文中的描述，这是在这一频率上，从这个星系中首次监测到重复的快速射电暴事件。研究组以《FRB 121102：突破倾听项目支持下在绿岸天文台探测到4~8GHz信号》为题，发表了相关论文。论文的第一作者是加州大学伯克利分校的博士后维沙尔·伽贾尔（VishalGajjar）。在工作中，该研究组对FRB121102源进行了全面监测。该射电源位于御夫座方向的一个矮星系内，距离地球大约30亿光年。所谓FRB，也就是“快速射电暴”是源自遥远星系内部的周期性射电信号爆发。这种奇怪的天文现象最早是在2007年由邓肯·洛里默（DuncanLorimer）和大卫·纳科维克（DavidNarkovic）利用澳大利亚境内的帕克斯望远镜发现的。为了纪念他们的开创性工作，有时候也会将“快速射电暴”称作“洛里默暴”（LorimerBursts）。自那以后天文学界陆续确认了更多类似的源，其中有些被发现是不断重复出现的。最早的重复射电源编号是FRB121101，它是在2012年11月2日利用美国阿雷西博射电望远镜首先发现的。2015年，这颗射电源成为首个被发现重复爆发的源。这一发现很快推翻了此前有科学家猜测这种爆发是由某种灾难性事件导致的可能性，因为它被证实是可以重复发生的。但究竟是何种机制产生了这样的信号呢？目前科学界仍然还没有统一的认识。然后到了2016年，FRB121102成为首个被精确定位的快速射电源，其位置被以很高的精度在天空中锁定，因而能够让科学家们判定其源自某个特定的星系。正是因为如此，突破倾听项目组将该目标也列入了他们的观测目标列表中。结果，在去年的8月26日，加州大学伯克利分校的博士后研究员维沙尔·伽贾尔在绿岸天文台对FRB121102进行了观测。借助这台先进设备，伽贾尔和突破倾听项目组的同事们对这一目标进行了大约5个小时的监测。通过这次观测，他们获得了400TB的数据，覆盖整个4~8GHz频段，这样他们就可以在较宽的频谱上搜寻短促的爆发信号。结果他们从这些数据中识别出来自FRB121102的15个新脉冲信号，这一结果证明该射电源已经进入新一轮的活跃阶段。除此之外，观测还发现这15次爆发中最明亮的一次爆发频率是在7 GHz附近。这一频率值超过了此前已知的所有快速射电暴，这表明这类神秘爆发或许可以在更高的频率上发生。此次获得的高精度观测数据在未来对于加深科学家对于这类神秘现象的认识将会起到重要重用。这一成果的取得离不开新型数字设备的帮助，绿岸天线上安装的这套新设备能够同时监听几个GHz频段的信号，并将信号分割为数十亿个单独细分频道进行分析。这样就让科学家们能够以前所未有的高精度对快速射电源的信号进行分析统计。因此，即便这一神秘信号最终被证明与外形智慧生命毫无关联，突破倾听项目的实施仍然功不可没，它正不断推进着射电天文学技术的边界。另外，考虑到该项目实施至今还不到两年的时间，而最初的计划是一项为期10年的研究，我们有理由期待未来更多类似信号的发现。（编辑：p_vhehwang）