·本期發布人:之江實驗室智能計算平臺研究中心研究專家 馮毅

·本期發布內容:FAST精細刻畫活躍重復快速射電暴(2022年度中國科學十大進展)

層巒疊嶂,翠林如海。在我國貴州的大山之間,有一座恢弘大氣的球面射電望遠鏡靜靜佇立。它帶著人類對宇宙的好奇和期待,仰望星空,探尋光年之外的射電信號。

它就是FAST,更多時候我們習慣叫它“中國天眼”。作為當今世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠鏡,FAST能夠在無線電波段搜索來自百億光年之外的微弱信號。

近日,浙江省科協“科技成果科普發布”活動再次走進了之江實驗室,這一次,之江實驗室智能計算平臺研究中心研究專家馮毅帶來的成果,就來自于FAST捕獲的數據。

揭開快速射電暴的神秘面紗

什么是快速射電暴?

活動一開始,馮毅就給大家科普了這個并不常見的天文名詞。

“顧名思義,‘快速’指的是它的持續時間非常非常短,大概只有千分之一秒,比人眨眼還要快200倍;‘射電’指的是它目前只在射電波段被觀測到,‘暴’就是爆發,它的能量非常高,每次釋放的能量可能比太陽一年釋放的能量還要高,大概可以讓人類使用一萬億年。”

2007年,快速射電暴(FRB)首次被人類探測到,之后迅速成為全球天文科學家關注的焦點,可以說是天文領域的“網紅”。

這種宇宙中才會產生的極端爆炸,研究它的產生機制可能會對物理學和天文學產生革命性的影響。用馮毅的話說,“這是宇宙在幫人類創造天然的實驗場所。”

而快速射電暴的起源和演化,至今仍然是個謎。在天文學界,有大概50個關于快速射電暴起源的理論——這個數字曾一度大于人類觀測到的快速射電暴的數量。

直到2019年,中國天眼FAST發現了世界首例持續活躍重復暴“20190520B”。“快速射電暴的命名一般是以它首次在人類的觀測設備中出現的時間”,這個在520這樣浪漫的日子被捕捉到的快速射電暴,就像一個宇宙送給天文學家的禮物,馮毅戲稱它為快速射電暴里的“卷王”。因為一般射電暴爆發之后都會有一段休息期,而“20190520B”自其現身以來,對它的每次監測都有一個或多個望遠鏡探測到其爆發,也就是說它世界首例“持續活躍的快速射電暴”。

當天文遇上了智能計算

FAST持續巡視著浩瀚宇宙,每天能產生高達300TB的數據——可以裝滿300臺個人電腦。面對這些浩如煙海的數據,如何從中獲取有效信息呢?

馮毅的答案是“算力+天文”。

2021年,之江實驗室聯合國家天文臺,打造了基于FAST的天文智能計算平臺FAST@ZJLAB。得益于智能計算與人工智能技術,過去需要十天完成的數據,現在只需要不到一天。

馮毅通過對快速射電暴偏振的計算分析,首次提出重復暴偏振頻率演化的統一機制,即重復暴信號會經歷其周邊復雜等離子體的多路徑散射,可由單一參數“RM彌散”描述。

馮毅的這個重要發現,和另外他深度參與的關于快速射電暴的兩項研究成果一道,入選了“2022年度中國科學十大進展”。這一系列重磅成果,或許還不能直接驗證某個起源理論模型,但它們為揭示快速射電暴的起源提供了關鍵證據,將為未來構建有關快速射電暴的完整拼圖起到重要作用。

活動的尾聲,馮毅也引用了《三體》里的一句話,“整個宇宙將為你而閃爍”,雖然這句話講的是宇宙微波背景輻射,但同樣適用于快速射電暴。浩渺寰宇,繁星閃爍,這里面每時每刻都在發生奇妙的變化,也將產生無數新的科研成果。未來,還會有哪些新的發現?在馮毅看來,這是可以充滿期待的,“我們通過FAST的數據進行的研究,未來可能會改變人類的宇宙觀”。

都市快報·橙柿互動 記者 翁丹妮

來源: 浙江都市快報

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