2007年首次发现的来自外太空的神秘射电暴只持续了一毫秒，但却能携带巨大的能量——足以短暂地超过整个星系。
自从第一次快速射电暴（FRB）发生以来，天文学家已经探测到了数千次，它们的位置从我们自己的星系到80亿光年之外——然而，这些短暂而明亮的爆炸究竟是如何发射的，仍然是一个高度争议的未知数。
现在，麻省理工学院（MIT）的天文学家们已经用一种新的技术确定了至少一个宇宙射电耀斑的起源，这种技术可以对其他快速射电暴做同样的事情。
在本周发表在《自然》（Nature）杂志上的新研究中，研究小组专注于先前发现的快速射电暴，该射电暴是在大约2亿光年外的一个星系中探测到的。
他们通过分析射电信号的“闪烁”来确定射电信号的精确位置，这种闪烁类似于夜空中星星闪烁的方式。
科学家们研究了快速射电暴亮度的变化，并确定这次爆发一定起源于它的源头附近，而不是像一些模型预测的那样，起源于更远的地方。
被称为FRB 20221022A的短暂烟花在距离旋转中子星非常近的区域爆炸，距离高达1万公里，比纽约和新加坡之间的距离还短。
在如此近的距离内，爆发很可能来自中子星的磁层——一个紧紧围绕着这颗极度致密的恒星的高磁性区域。
研究小组的发现提供了第一个确凿的证据，证明快速射电暴可能起源于一个超紧凑物体（如中子星或黑洞）周围的磁层。
“在这些中子星的环境中，磁场确实处于宇宙所能产生的极限，”该研究的主要作者、麻省理工学院天体物理与空间研究所的博士后肯齐·尼莫（Kenzie Nimmo）说。“关于这种明亮的射电辐射是否能从极端等离子体中逃逸出来，一直存在很多争论。”
麻省理工学院物理学副教授清井说：“在这些高磁性中子星周围，也被称为磁星，原子不可能存在——它们只会被磁场撕裂。”
“令人兴奋的是，我们发现储存在靠近源的磁场中的能量正在扭曲和重新配置，这样它就可以作为无线电波释放出来，我们可以看到半个宇宙。”
自2020年以来，由于加拿大氢强度测绘实验（CHIME），快速射电暴的探测数量激增。
射电望远镜阵列由四个大型固定接收器组成，每个接收器的形状都像一个半管状，它们被调谐以探测对快速射电暴高度敏感的范围内的射电发射。
驱动快速射电暴的确切物理机制尚不清楚。一些模型预测，爆发应该来自紧靠在致密物体周围的湍流磁层，而另一些模型预测，爆发应该起源于更远的地方，作为从中心物体传播出去的冲击波的一部分。
为了确定快速射电暴的起源，麻省理工学院的研究小组考虑了闪烁现象，即来自小光源（如恒星）的光通过某些介质（如星系的致密气体）过滤时产生的效应。
当星光穿过气体时，它以某种方式弯曲，使远处的观察者看起来好像恒星在闪烁。物体越小或离得越远，它的闪烁就越多。
来自更大或更近的物体的光，比如我们太阳系中的行星，经历的弯曲较少，因此不会闪烁。
研究小组认为，如果他们能够估计出快速射电暴闪烁的程度，他们就可以确定快速射电暴起源区域的相对大小。区域越小，距离爆发源就越近，也就越有可能来自一个磁湍流环境。区域越大，爆发的距离就越远，这就支持了快速射电暴起源于遥远的冲击波的观点。
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为了验证他们的想法，研究人员研究了FRB 20221022A，这是一个持续约千分之二秒的信号，就其亮度而言，这是FRB的平均水平。
加拿大麦吉尔大学的合作者发现，它表现出一个突出的特性：来自爆发的光是高度偏振的，偏振角呈光滑的s形曲线。
这种模式被解释为快速射电暴发射点正在旋转的证据——这是以前在脉冲星中观察到的一种特征，脉冲星是高度磁化的旋转中子星。
这是第一次发现快速射电暴，表明该信号可能来自中子星附近。
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麻省理工学院的研究小组意识到，如果FRB 20221022A起源于中子星附近，他们应该能够通过闪烁来证明这一点。
尼莫博士和她的同事们分析了来自CHIME的数据，观察到亮度的急剧变化表明了闪烁——换句话说，FRB在闪烁。
他们证实，在望远镜和快速射电暴之间的某个地方有气体在弯曲和过滤无线电波。
然后，研究小组确定了气体的位置，确认了FRB宿主星系内的气体是观测到的一些闪烁的原因。这种气体就像一个“天然透镜”，使研究人员能够放大快速射电暴的现场，并确定爆炸起源于一个极小的区域，估计大约1万公里宽。
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Nimmo说：“这意味着FRB可能距离源头不到数十万公里。”“非常接近。相比之下，如果信号来自冲击波，我们预计它将超过数千万公里远，而且我们根本看不到闪烁。”
“从2亿光年的距离放大到1万公里的区域，就像能够在月球表面测量大约2纳米宽的DNA螺旋的宽度一样，”Masui博士说。
这一发现首次证明，快速射电暴可能起源于非常接近中子星的高度混乱的磁环境。
Masui补充说：“这些脉冲一直在发生，CHIME每天都能探测到几次。”“它们发生的方式和地点可能有很多差异，这种闪烁技术将有助于解开驱动这些爆发的各种物理现象。”
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