“中国天眼”又有新发现了！

利用“中国天眼”FAST的丰富数据，中国科学院国家天文台李菂研究员带领团队提出了一种全新分析构架“Pincus-Lyaponov相图”，得以量化恒星爆发事件的随机性和混沌性，揭示了快速射电暴的时间-能量表现与太阳耀斑等存在本质区别，这种差异挑战了快速射电暴的星震起源。

基于全新的相图，团队发现快速射电暴在时间-能量二元空间上的游走接近所谓的布朗运动，也就是表现出了高度的随机性。

“中国天眼”FAST的强大观测能力结合创新的分析方法，能够深入刻画宇宙间的神秘爆发信号，有望最终揭示其起源。4月12日，该研究在“中国科技期刊卓越行动计划”综合性期刊《科学通报》上作为封面文章发表。

快速射电暴（FRB）是一种来自宇宙深处短暂而强烈的无线电波爆发。就像它的名字一样，快速射电暴在千分之一秒的时间内能够释放巨大的能量，足够驱动人类社会万亿年。2007年，人们第一次发现快速射电暴，但至今为止，人们还不知道这些强大的能量是如何产生的。

快速射电暴的名字是依据录得讯号的时间日期，以"YYMMDD"的排序命名。例如，第一个被发现并按这个规则命名的FRB是FRB 010621；2011年6月26日的FRB就称为FRB 110626

2007年，邓肯·洛里默等人在澳大利亚帕克斯电波天文台2001年的档案资料里发现了洛里默爆发（FRB 010724）。对资料分析发现在2001年7月24日发生了一个30央斯基（天体射电流量密度的单位）的色散爆发，持续时间短于5毫秒，位置距离小麦哲伦星系3°。

科学家猜测蕴含着极高能量密度的所谓致密天体，比如中子星或者黑洞，很有可能是快速射电暴的起源。中子星的信号像灯塔一样，规律地扫过地球，非常稳定。如果快速射电暴也是由这样的天体发射出来的，那么能否看到规律出现的快速射电暴信号呢？遗憾的是，以往的诸多研究中，寻找快速射电暴在毫秒到秒量级的周期的努力都失败了。这要求我们重新考虑快速射电暴的产生的方式。

为解释快速射电暴现象，科学家们提出了各种猜想，包括两颗致密星并合、致密星塌缩、磁星的爆发、中子星与小行星碰撞等，甚至还有人猜测是外星人发出的信号或星际战争的结果。近年来，快速射电暴的研究资料越来越丰富，关于其起源之谜的争论也越发激烈。

此前中国的“慧眼”卫星证认了一处快速射电暴的磁星起源，这项重大天文发现对于理解快速射电暴的产生和辐射机制具有关键作用。此次对SGR J1935+2154磁星和FRB 200428快速射电暴的观测，也体现出“慧眼”卫星作为空间天文台的强大科学能力。

《科学通报》杂志同期发表了快速射电暴领域理论专家美国内华达大学张冰教授的点评文章，称“这一创新方法促使理论家深入思考爆发现象的物理机制，从而进一步应用于FAST的大数据集合，检验其揭示的物理规律的普适性。”

快速射电暴的发现和研究，为我们探索宇宙极端环境、验证物理理论提供了绝佳的实验场。在过往的诸多研究中，寻找快速射电暴在毫秒到秒量级周期的所有努力均以失败告终。这使得研究者重新考虑快速射电暴的发射方式。周期搜索针对爆炸事件序列的发生时间，忽略了其能量，特别是时间和能量这两个基础物理参数间可能的关联。

针对FAST探测到的上千次快速射电暴爆发，李菂团队成员张永坤发展了全新的“Pincus-Lyapunov相图”分析方法，为度量和比较不同天体事件，如快速射电暴、脉冲星、地震、太阳耀斑等在时间和能量二维空间上的随机性和混沌性提供了标准。

混沌与随机事件都不可预测，但是其表象不同。一个随机序列的不可预测性是随时间稳定的，比如掷骰子，无论第几次抛掷，都无法根据现在的点数预测出下一次掷出的点数。而在一个混沌系统中，不可预测性是随时间指数增长的。比如天气系统，可以根据当前的天气状况大致估计短时间之后的天气，然而我们很难准确预测未来一周的天气状况。而时间间隔越久，预测越困难。

在随机性-混沌性的相空间中，快速射电暴表现出明显的随机性，宛若在时空中随机漫步。而地震、太阳耀斑等表现出显著的混沌性。地震的发生概率依赖于地震的强度。大型地震后往往出现频繁的余震，而快速射电暴并不表现出此类依赖模式，这对于流行的致密星壳层震动触发快速射电暴的模型提出了挑战。

该研究的深度和独创性为深入探索快速射电暴的起源理论开辟了新方向。快速射电暴的高度随机性表明其可能来源于多种相互作用的机制，而这些机制之间的相互影响正是下一步研究的重点。随着科技进步，FAST让科学家能够更加精确地捕捉这些宇宙间的绚烂“烟花”并探索其所蕴含的秘密。