臺北市立天文科學教育館

快速電波爆（Fast Radio Bursts，FRBs）是當今宇宙中最神秘的天文現象之一。自2007年首次發現以來，至今已記錄了數千個快速電波爆。然而，仍然沒有人知道它們的起源為何，甚至決大部分的快速電波爆都不知它們來自哪裡。

從名稱上看，快速電波爆的特徵一目了然。「快速」意味著這些爆發瞬間即逝，通常持續不到千分之一秒；「電波」指的是它們在無線電波波段被觀測到；「爆」則表示在極短的時間內釋放出巨大的能量，它們可以在千分之一秒內輻射出相當於太陽一個月的能量。目前，關於快速電波爆起源的理論超過50種，包括磁星、黑洞合併，甚至外星文明，但這些理論都無法全面解釋所有的觀測到的現象。迄今為止，發現的數千個快速電波爆中，除了一個來自銀河系內，其餘的，根據觀測數據所推算的距離，均來自銀河系外。

然而，在少數情況下，快速電波爆的短暫爆發後會伴隨著較弱的持續電波訊號。最近，一項由義大利國家天體物理研究所研究人員領導的研究，聚焦於編號FRB20201124A的快速電波爆。該爆發位於距地球約13億光年的地方。研究團隊利用美國國家射電天文台的非常大陣列電波望遠鏡（VLA）觀測到FRB20201124A爆發後所伴隨的微弱且持續的電波訊號，並確認在遙遠星系中的一個恆星形成區內存在一個緻密的電波源，即一個電漿泡泡。經過模型驗證，這些電波訊號確實是由這個電漿泡泡引起的。驅動快速電波爆的引擎可能是一顆磁星或一個高吸積率的X射線雙星系統，並透過過強大的恆星風或雙星系統的吸積過程，在其周圍的星際空間中吹出一個電漿泡泡。

圖說：藝術家對於快速電波爆源起所繪製的插圖，圖中磁星被一個電漿泡泡所包圍。Credit: S. Dagnello, NSF/AUI/NRAO

研究結果確認，這個快速電波爆的源起 就是被電漿泡泡所包圍，且爆發後伴隨的微弱持續電波訊號與模型預測相符。這使我們能夠更好地理解快速電波爆源起與周圍星雲之間的物理關係。此次觀測到的電波訊號是迄今為止探測到的最弱的快速電波爆後持續電波訊號，約弱了兩個數量級，這表是我們擴展了對這些訊號的偵測範圍，未來將能更深入理解快速電波爆與其後續持續電波訊號之間的關係。此研究結果已發表在《自然》期刊上（Bruni et al. 2024）。（編輯／段皓元）

資料來源：NRAO