快速射电暴:一道我们至今解释不了的闪光
短短几千分之一秒,一次快速射电暴就把太阳三天的能量倾倒在地球上。我们已经捕捉到几千次。可我们仍然说不清,到底是什么点燃了它们。
此刻,就在你读这句话的时候,一道射电波正打在地球上。它会在几千分之一秒内消失。在那一眨眼里,黑暗深处的某个天体,刚刚释放出太阳整整三天才能倾泻而出的全部能量。这种事,一天要发生好几千次。我们已经捕捉到了几千道这样的闪光。可我们至今说不清,到底是什么造出了它们。这不是夸张的修辞——这就是天文学家口中真真切切、尚未破解的快速射电暴之谜。

我们真正知道的
先从那道闪光本身说起。快速射电暴(FRB)是一束来去匆匆的射电波,持续时间从不到一毫秒的一瞬,到几秒不等——它由某种高能过程喷发而出,而用已发表文献那句干巴巴的原话来说,这个过程「至今仍未被理解」(Science,2022)。那些数字简直离谱。在一毫秒里,一次普通的快速射电暴抛出的能量,约等于太阳辐射三天的总和。可这道信号爬过几十亿光年来到我们这里之后,落地时竟比从月球上打电话回家的一部手机还要微弱(维基百科综述,引用 Petroff、Hessels 与 Lorimer)。
我们究竟是怎么发现头一道闪光的,这事本身就透着古怪。它不是被现场抓到的,而是从一堆旧档案里翻出来的。第一道快速射电暴——编号 FRB 010724,如今以「洛里默暴」之名声名远扬——其实早在 2001 年 7 月 24 日就击中了澳大利亚的帕克斯射电望远镜。然后它就那么躺着,无人察觉,整整六年。它在 2007 年才浮出水面,全因西弗吉尼亚大学的邓肯·洛里默把翻查旧数据这桩枯燥活儿,交给了他的学生大卫·纳尔凯维奇(Science,2022)。他们翻出来的东西,乍一看亮得像一颗近处的脉冲星——可一算账,它的距离却约莫远了一百万倍。这道反差只说明一件事:一种从没有人见过的、全新的宇宙天体。
那么,从一道早已消失的闪光里,我们到底怎么量出这么远的距离?因为这暴会留下指纹。它朝我们飞奔而来时,频率较高的波会稍稍抢在频率较低的波前面,因为太空里那层稀薄的自由电子薄雾,会拖住波长更长的波。路上的电子越多,这道时滞就越大。这道时滞叫做色散量,它就像一台宇宙里程表,读出的是横亘在我们与源头之间、层层叠叠的电离气体(维基百科综述)。
有好些年,快速射电暴都只是罕见的稀奇货。后来,加拿大的 CHIME 望远镜把这股细流变成了洪水。它的头一份星表,一年之内就记下了 536 次暴(MIT News,2021)。它的第二份星表,覆盖 2018 到 2023 年,列出了惊人的来自 3641 个独立源的 4539 次暴——其中包括来自 83 个已确认重复源的 981 次暴(第二份 CHIME/FRB 星表,ApJS)。把最后这句再读一遍,因为它藏着整个领域的全部戏剧性:绝大多数快速射电暴只闪一次就永远消失,再也听不见半点回响。而一小撮顽固的家伙,会回来。
终于有两项发现,把这扇门撬开了一道缝。第一项来自 2020 年 4 月,当时 CHIME 和 STARE2 仪器捕捉到一次明亮的毫秒级暴——FRB 200428——这一回,它们能够直接指向那个肇事者:SGR 1935+2154,一颗磁星,一颗坐落在我们自家银河系里、距此约三万光年的超强磁场中子星。这是有史以来第一次,把一道快速射电暴追溯到一个已知天体(Nature,2020;Nature Astronomy,2021)。一夜之间,我们手里至少有了一台有名有姓的引擎。
第二项发现,则以另一种方式彻底翻转了剧本:快速射电暴竟然有用。把那些已被精确定位的暴的色散量,跟它们老家星系的距离一一对上,天文学家用所谓的麦夸特关系,给普通物质做了一次直接的人口普查——他们清点出了宇宙预期重子物质的约 83%,靠的正是逮住那些稀薄铺散在星系之间虚空里的气体,从而帮忙破解了悬而未决的「丢失重子」难题(IOPscience,ApJL 2022)。如今的距离冠军 FRB 20220610A,由澳大利亚的 ASKAP 阵列于 2022 年 6 月 10 日发现。它的光已经走了约 80 亿年,看起来来自一小团正在并合的星系(加州大学圣克鲁兹分校新闻,2023)。我们现在已经能用这些闪光来给宇宙称重。可我们仍然说不清,是什么点亮了它们。

没人能回答的那个问题
问题就在这儿,而且是个尖锐的难题。我们知道磁星能造出快速射电暴。可我们并不知道所有快速射电暴都来自磁星——而且有那么几项发现,死活不肯乖乖归队。
先看第一项:某些重复源是守着时刻表来的。重复源 FRB 20180916B 在一个每 16.35 天就转回来的时间窗里喷发它的暴,而 FRB 121102 则呈现出一个约 157 天的尝试性周期(Nature,2020;MNRAS,2020)。一座这么干净利落的钟,闻起来就像是一条轨道,或者一种缓慢沉重的自转——而不是一颗孤零零、刚刚诞生的磁星单凭自己就能交出来的东西。
然后还有其中一个源住在哪儿的问题。重复源 FRB 20200120E 被追溯到邻近星系 M81 里的一个球状星团——而球状星团是古老的地方,挤满了年迈、长燃不熄的恒星。这对那套最受宠的说法是个实打实的麻烦,那套说法主张:造出快速射电暴的磁星都是年轻天体,是最近才在核坍缩超新星里诞生的(Nature,2022)。一个古老的街区,恰恰是你最不该指望找到新生儿的地方。
而这个领域还在不停地投出曲线球。2026 年 3 月,研究者公布了 FRB 20250316A——绰号「RBFLOAT」,意为「有史以来最亮的射电闪光」——并把它锁定在星系 NGC 4141 的外缘,仅仅 1.3 亿光年之遥。它没有重复。领衔的研究者说,它「为我们重新考虑其中至少一部分暴更具『爆发性』的起源,打开了一扇门」(ScienceDaily,2026)。这一项非常新鲜,随着其他科学家把它逐一拆解,我们对它的解读很可能还会改变。
这就把那个真正的问题留了下来,而它并不是「某一道快速射电暴是什么?」。它要大得多:快速射电暴究竟是一种现象、一台引擎——还是一整个家族、各不相同的宇宙事件,只是碰巧在打在我们射电天线上时看起来一模一样?截至 2026 年年中,没人能回答这个问题。案子敞开着,悬而未决。
嫌疑人(全都尚未定罪)
下面写的一切都是猜测——是科学家仍在检验的工作假说,不是已成定论的答案。请照这个意思来读。
磁星,领跑的头号种子
当下最被看好的想法,把磁星推为那台引擎:噼啪作响、震颤不止、磁场强到离谱的恒星,把快速射电暴猛地甩出来——要么是从表面撕裂而出的剧烈耀发,要么是猛撞进周围气体的激波。那次银河系内的探测,是摆在桌面上最有力的一张牌(Nature,2020)。那个怎么也争不出结果的问题是:磁星到底能不能同时解释那些罕见、刺眼、一闪即逝的暴——还是说,它只能解释重复源。
成双成对、相撞与大灾变
那些节拍稳如节拍器的重复源,简直是在求着我们去套一个模型:一颗中子星绕着一个伴星打转——可能是另一颗中子星、一颗白矮星、或者一颗块头很大的恒星——于是那个节律,其实就是一条轨道在滴答走过。至于那些不重复的暴,致密天体的并合与坍缩也被抛出来当解释(arXiv 预印本,2020——标注为预印本)。而那个球状星团里的源则暗示着,一颗磁星是以某种古怪方式诞生的——也许是一颗白矮星自己塌陷了进去,也许是两具恒星残骸熔成了一体(Nature,2022)。
那些真正离奇的点子
在猜测的最边缘,文献里飘着「闪暴星」(一颗自转的中子星坍缩成黑洞)、宇宙弦,以及一团团正在衰变的暗物质(维基百科综述)。这些都牢牢待在少数派意见的地界里。
还有,没错——那外星人呢?
干脆把话挑明,然后就翻篇:那些发现并研究快速射电暴的科学家,并不倾向于人造起源,也没有任何证据指向那个方向。光是数量本身——一天好几千次,撒满整片天空——再加上那些天然的能量特征,全都与寻常的天体物理学严丝合缝。我们提它,只是为了把它放下。
而这恰恰就是这些闪光让人挪不开眼睛的原因。我们已经把快速射电暴测量得足够精确,精确到能给宇宙里藏起来的气体称重——可我们却仍然没法彻底解释,是什么点燃了它们。这道裂缝,横在我们能用的东西与我们能懂的东西之间,就是这整个谜团本身。它依然敞开着、悬而未决,就在外面某处的黑暗里,一天闪上好几千次,而我们还在守望,还在追问:另一头,究竟是什么。
资料来源与延伸阅读
- E. Petroff 等,《快速射电暴的发现及其科学潜力》,《Science》(2022):https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj3043
- 「快速射电暴」综述,《维基百科》(引用同行评审综述):https://en.wikipedia.org/wiki/Fast_radio_burst
- CHIME/FRB 合作组,《来自一颗银河系磁星的明亮毫秒级射电暴》,《Nature》(2020):https://www.nature.com/articles/s41586-020-2872-x
- 《第二份 CHIME/FRB 快速射电暴星表》,《ApJS》:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/ae3828
- 《来自一个快速射电暴源的周期性活动》,《Nature》(2020):https://www.nature.com/articles/s41586-020-2398-2
- 《球状星团中的一个重复快速射电暴源》,《Nature》(2022):https://www.nature.com/articles/s41586-021-04354-w
- 《用已定位的快速射电暴……寻找丢失的重子》,《ApJL》:https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aca145
- 《破纪录的快速射电暴是迄今探测到的最遥远者》,《加州大学圣克鲁兹分校新闻》(2023):https://news.ucsc.edu/2023/10/distant-radio-burst/
- 《有史以来最亮快速射电暴(FRB 20250316A)的源头》,《ScienceDaily》(2026):https://www.sciencedaily.com/releases/2026/03/260315004348.htm
Sources & further reading
- https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj3043
- https://en.wikipedia.org/wiki/Fast_radio_burst
- https://www.nature.com/articles/s41586-020-2872-x
- https://www.nature.com/articles/s41550-020-01246-3
- https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4365/ae3828
- https://news.mit.edu/2021/chime-telescope-fast-radio-bursts-0609
- https://www.nature.com/articles/s41586-020-2398-2
- https://academic.oup.com/mnras/article/495/4/3551/5840547
- https://www.nature.com/articles/s41586-021-04354-w
- https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/aca145
- https://news.ucsc.edu/2023/10/distant-radio-burst/
- https://www.sciencedaily.com/releases/2026/03/260315004348.htm
- https://arxiv.org/pdf/2002.10478
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