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大陸天眼再升級!FAST打造巨型陣列 助破解快速射電暴之謎

中國大陸天眼是500公尺口徑的球面射電望遠鏡。圖/取自央視新聞
中國大陸天眼是500公尺口徑的球面射電望遠鏡。圖/取自央視新聞

中國大陸「天眼」再迎重大升級。大陸科學院國家天文台指出,全球最大單口徑射電望遠鏡——500公尺口徑球面射電望遠鏡(FAST),未來將在周邊增建數十座中型射電天線,組成以FAST為核心的「巨型綜合孔徑陣列」,藉此大幅提升觀測解析度與整體性能,鞏固中國在中低頻射電天文領域的國際領先地位。

專家指出,傳統單一大型望遠鏡雖然靈敏度極高,但在空間解析度上存在先天限制;透過多座天線組成陣列後,可等同於「放大望遠鏡視力」,同時兼顧靈敏度與精細成像能力。升級後的FAST,將成為功能更強大的「宇宙超級探針」,可支援更高精度的天文觀測。

聚焦宇宙未解之謎 快速射電暴是關鍵

中國大陸科學院指出,FAST升級後,將有助於破解多項天文學核心難題,包括快速射電暴(FRB)的起源、哈勃常數分歧,以及宇宙中「消失的重子物質」分布問題,進一步推進人類對宇宙結構與演化的理解。

FAST重大突破!首次捕捉FRB磁環境劇變

央視新聞報導,除了硬體升級,中國大陸天眼也在科學研究上取得關鍵進展。中國大陸科學院紫金山天文台與國家天文台領軍的研究團隊,近期利用FAST,首次完整觀測到重複快速射電暴「法拉第旋轉量」劇烈變化又回復的過程,為「快速射電暴起源於雙星系統」的理論,提供迄今最直接的觀測證據。

什麼是快速射電暴?宇宙的「超強射電閃光」

快速射電暴可視為宇宙中的「超強射電閃光」,每次爆發僅持續數毫秒,卻能在瞬間釋放出相當於太陽一整周的能量。自2007年被發現以來,其成因始終成謎,是當代天文學最受關注的現象之一。

關鍵指標「法拉第旋轉量」 如同宇宙磁力計

研究團隊長期追蹤名為「FRB 20220529」的重複型快速射電暴,並鎖定「法拉第旋轉量(RM)」這一關鍵指標。該數值可反映射電訊號傳播途中磁場與等離子體的變化,被形容為「宇宙磁環境探針」。

在長達一年半的觀測中,RM值僅小幅波動,直到2023年12月,數值突然暴增至平時的20倍,並在約兩周內快速回落,這種劇烈且可逆的變化,在FRB研究史上尚屬首例。

磁化等離子體雲穿越視線 雙星模型最合理

研究團隊分析指出,最可能的原因,是一團來自暴源附近的磁化等離子體雲,短時間內穿過地球與FRB之間的觀測視線,類似太陽活動中常見的日冕物質拋射。

進一步模型比對顯示,若FRB源頭是一顆孤立中子星,現有理論難以解釋如此快速且大幅的磁環境變化;反之,若位於雙星系統中,伴星的劇烈活動或特殊軌道結構,則可合理重現觀測結果,強烈支持「雙星起源說」。

FAST靈敏度關鍵 成果登上《Science》

由於目標信號極為微弱,多數爆發難以被其他望遠鏡完整捕捉。國家天文台副台長、FAST運行與發展中心主任姜鵬表示,FAST的超高靈敏度,是成功記錄完整演化過程的關鍵,也展現大陸重大科研基礎建設的實力。

相關研究成果已於2026年1月16日,發表於國際頂級學術期刊《Science》。

隨著FAST陣列化升級逐步推進,研究團隊預期,未來將能捕捉更多快速射電暴細節,進一步驗證其物理機制,並持續推動射電天文學發展,深化人類對宇宙的認識。