天文学家在神秘的快速射电暴周围发现极端扭曲的磁场

由NAOC的Di Li博士领导的科学家们在快速射电暴FRB 20190520B周围发现了一个极端的场逆转，表明该信号可能通过一个湍流的、磁化的等离子体场。这一发现使我们更接近于了解这些强烈的宇宙爆炸的起源，可能与黑洞或大质量恒星有关。

快速射电暴（FRBs）是无线电波段中最明亮的毫秒级宇宙爆炸。它们的未知起源给天文学和物理学带来了挑战。

共生射电天文FAST调查（CRAFTS）是五百米球面射电望远镜（FAST）的一个关键项目，它发现了世界上第一个持续活跃的重复FRB，被称为FRB 20190520B。现在这个FRB提供了线索，可能有助于澄清FRB的起源。

由中国科学院国家天文台领导的一个国际团队对FRB 20190520B进行了监测，使用了澳大利亚的帕克斯望远镜和美国的绿岸望远镜（GBT）。综合分析结果显示，在这个不断爆发的源头周围出现了极端的场反转。

这项研究基于三大洲的观测工作，于5月11日发表在《科学》杂志上。

与所有其他的FRB不同，FRB 20190520B产生了爆裂，每次被观测时，至少有一台，有时是多台望远镜可以探测到。这种可靠性使它成为多波段跟踪观测研究的理想目标。

"帕克斯望远镜共探测到来自FRB 20190520B的113个爆发，超过了以前在帕克斯发现的快速射电爆发数量的总和，凸显了FRB 20190520B的价值，"帕克斯FRB 20190520B项目的负责人、西悉尼大学的Shi Dafu博士说。

通过对GBT和Parkes的数据进行综合分析，现在浙江实验室工作的NAOC博士毕业生Yi Feng博士和来自西弗吉尼亚大学（WVU）的Anna-Thomas女士测量了它的偏振特性，发现法拉第旋转量（RM）两次以戏剧性的方式改变了其符号：从~10,000单位到~10,000单位，反之亦然。其他主要贡献者包括加州理工学院的Liam Connor博士和西弗吉尼亚大学的Sarah Burke-Spolaor博士。

在突发信号的传播过程中，偏振特性会受到周围等离子体的影响。RM可以由磁场和电子密度的积分乘积来近似表示。该研究的通讯作者Di Li博士说："RM的变化可以由任何一个因素引起，但符号变化必须来自于磁场的逆转，因为电子密度不能变成负值。"

这种逆转可能是通过位于FRB源的10-5到100准秒之间的湍流、磁化的等离子体屏幕传播的结果。该研究的共同作者、云南大学的杨元培教授说："重复的快速射电暴周围磁场的湍流成分可能像毛线球一样混乱。"产生这种混乱的可能情况包括信号穿过一个同伴的光环，无论是黑洞还是有风的大质量恒星。了解FRB周围磁化环境的剧烈变化是了解这种宇宙爆炸起源的重要一步。