探寻FRB起源：脉冲极亮X射线源是否当选？

2007年，科学界首次发现快速射电暴（Fast Radio Bursts, FRB），这是一类神秘的宇宙无线电信号。它们持续时间极短却能释放出惊人的能量，相当于太阳一天甚至一年的总释放量，这种极端能量释放令天文学家们痴迷不已，不断推测其起源，包括超新星爆发、黑洞合并甚至与“外星文明”相关。随着研究不断深入，脉冲极亮X射线源（PULX）成为了科学家持续关注的潜在起源之一，它们隐藏在宇宙深处，是一类极其神秘的天体，能够释放出超过理论极限的X射线能量。科学家大胆猜测，PULX会不会是神秘快速射电暴（FRB）的“源头”？

中国科学院新疆天文台脉冲星团组联合国内外科研团队，开展了一场“沉默猎手”的搜寻之旅，近期研究成果发表在《天体物理学杂志》上。FAST（Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope，即“500米口径球面射电望远镜”，被誉为“中国天眼”），作为世界最大最灵敏的单口径射电望远镜，被用于系统观测8个典型PULX系统，以探寻FRB与PULX的关联。

PULX是一种具有超强X射线辐射能力的致密双星系统，由中子星和伴星组成。中子星是大质量恒星超新星爆发后的残骸，质量约为1.4 - 2.0个太阳质量，半径仅约10公里，是宇宙中最致密的天体之一，内部密度可达10¹⁷千克每立方米，相当于把珠穆朗玛峰压缩到方糖大小。由于极端引力和磁场环境，中子星常伴随高速自转和强烈辐射，其超强X射线亮度提示可能存在“超爱丁顿吸积”现象，即辐射压力与引力达到平衡时的最大稳定吸积速率之外的奇特现象。研究团队从PULX的极端磁场与等离子体环境、物质的堆积与突然释放、高能环境触发机制以及与FRB的观测一致性等角度，猜测PULX可能是FRB尤其是重复FRB的源头。

PULX产生FRB的示意图（图片来源：参考文献[1]）

为验证PULX是否为FRB源头，团队对8个典型PULX系统展开系统射电观测。利用FAST和澳大利亚Parkes望远镜，覆盖不同轨道相位，采用“单脉冲搜索+周期搜索”策略，在0–5000秒差距·每立方厘米的色散量范围内全面搜索，结果却意外——这些PULX系统未发出明显射电脉冲信号。尽管未直接探测到信号，但研究却具有极高科学价值，或暗示PULX产生FRB频次极低、信号无法逃逸等问题，为“双星起源理论”提供观测证据，也为FRB起源划定了边界。

流量密度与脉冲宽度的参数空间（图片来源：参考文献[2]）

PULX和FRB的探索，不只是宇宙“谜题解锁”的一部分。这些致密天体是天文学、等离子体物理、广义相对论和引力波物理的“天然实验室”。FAST的强大探测能力正逐步揭示宇宙中越来越多的“不为人知的低语”。团队未来计划依托FAST，并期待结合奇台射电望远镜，进一步提升对FRB的实时捕获与精细成像能力，推动理解FRB起源机制与极端物理过程，为宇宙认知提供线索。