研究人员将快速射电暴的起源与磁星联系起来，磁星是一种高度磁化的中子星，通常是由恒星形成星系中大质量恒星的合并产生的。

通过利用Deep Synoptic Array-110，他们已经定位了70个FRB，发现这些爆发在大质量、富含金属的星系中更为频繁。这表明，有利于FRB发生的环境条件也是磁星形成的理想条件。

揭开快速射电暴之谜

自2007年被发现以来，快速射电暴（FRB）—— 一种能量极高的无线电波脉冲 —— 被反复观测到，引发了天文学家们对其起源的强烈搜索。现在已经证实了数百次这样的爆发，科学家们认为它们很可能是由高度磁化的中子星（即磁星）引发的。中子星是在超新星中爆炸的大质量恒星的残骸，是宇宙中密度最大的物体之一。当我们银河系中的一颗磁星爆发时，一个支持磁星理论的关键证据出现了，包括加州理工学院的STARE2项目（瞬态天文射电发射调查2）在内的几个天文台实时捕捉到了这一事件。

在《自然》杂志上发表的一项新研究中，一个由加州理工学院领导的团队确定了快速射电暴最有可能发生的地方：在大质量的、正在形成恒星的星系中，而不是在较小的、低质量的星系中。这一发现为磁星的形成提供了新的视角。这项研究表明，这些不寻常的死恒星，其磁场比地球强100万亿倍，通常在两颗恒星合并并随后爆炸为超新星时出现。在此之前，人们并不清楚磁星是由两颗合并恒星的爆炸形成的，还是由一颗恒星的爆炸形成的。

对磁星形成的洞察

“磁星的巨大能量输出使它们成为宇宙中最迷人和最极端的物体，”新研究的主要作者、与加州理工学院天文学助理教授维克拉姆·拉维合作的研究生克里蒂·沙玛说。“我们对大质量恒星死亡后磁星形成的原因知之甚少。我们的工作有助于回答这个问题。”

该项目开始使用Deep Synoptic Array-110（DSA-110）搜索快速射电暴，这是一个由国家科学基金会资助的加州理工学院项目，位于加州毕晓普附近的欧文斯谷射电天文台。迄今为止，庞大的射电阵列已经探测到70个快速射电暴，并将其定位到特定的起源星系（其他望远镜只定位了23个其他快速射电暴）。在目前的研究中，研究人员分析了30个这样的局部快速射电暴。

快速射电暴在恒星形成星系中的出现

“DSA-110的快速射电暴数量是已知宿主星系的两倍多，”拉维说。“这就是我们建造这个阵列的目的。”

虽然已知快速射电暴发生在正在积极形成恒星的星系中，但令研究小组惊讶的是，他们发现快速射电暴往往发生在大质量恒星形成星系中，而不是低质量恒星形成星系。这本身就很有趣，因为天文学家之前认为所有类型的活跃星系都会发生快速射电暴。

富含金属的星系：磁星的热点

有了这些新信息，研究小组开始思考这些结果揭示了关于快速射电暴的什么。大质量星系往往富含金属，因为我们宇宙中的金属 —— 由恒星制造的元素 —— 需要时间在宇宙历史的过程中积累起来。快速射电暴在这些富含金属的星系中更常见的事实意味着，快速射电暴的来源 —— 磁星，在这些类型的星系中也更常见。

富含金属的恒星 —— 用天文学术语来说，金属指的是比氢和氦重的元素 —— 往往比其他恒星更大。拉维说：“随着时间的推移，随着星系的成长，连续几代的恒星在演化和死亡的过程中给星系提供了丰富的金属。”

更重要的是，在超新星中爆炸并成为磁星的大质量恒星通常是成对出现的。事实上，84%的大质量恒星是双星。因此，当双星中的一颗大质量恒星由于额外的金属含量而膨胀时，它的多余物质就会被拉到它的伴星上，从而促进两颗恒星的最终合并。这些合并后的恒星将拥有比单个恒星更大的磁场。

夏尔马解释说：“金属含量较高的恒星膨胀，推动质量传递，最终形成合并，从而形成一颗质量更大的恒星，其总磁场大于单个恒星的磁场。”

总之，由于快速射电暴优先在大质量和富含金属的恒星形成星系中被观察到，那么磁星（被认为触发快速射电暴）可能也在有利于两颗恒星合并的富含金属的环境中形成。因此，结果暗示宇宙中的磁星起源于恒星合并的残余。

FRB探测的未来计划

未来，研究小组希望利用DSA-110找到更多的快速射电暴及其发源地，并最终利用DSA-2000 —— 一个更大的射电阵列，计划在内华达沙漠建造，并于2028年完工。

“这个结果对整个DSA团队来说是一个里程碑。这篇论文的许多作者都帮助构建了DSA-110，”拉维说。“DSA-110在定位快速射电暴方面如此出色，这一事实预示着未来DSA-2000的成功。”

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