快讯：中国天眼再立功 捕捉罕见快速射电暴“三连闪”

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从设计、建造、落成、调试，到今年年初通过检测正式开放运行，中国天眼500米口径球面射电望远镜( fast )犹如贵州喀斯特凹陷中的明珠，一举一动牵动着天文学家乃至全国人民的心。 最近，中国天眼再次立下新功，发现了来自宇宙深处的高速电波风暴( frb )的新源。

中国科学院国家天文台研究员朱炜伟、李莹等和合作者利用自主开发的检索技术，结合深度学习人工智能技术( ai )，快速检索了fast的大量电子侦察数据，发现了这个新的来源。 最近，这项研究成果在线发表在《天体物理学快报》上。

与最初的重复电波突发结构相似

这是fast在盲搜索中发现的第一个高速射电暴的新来源，命名为frb 181123。 这个新源显示出两个优势，一个是脉冲轮廓比较罕见的三峰结构，这个结构一般出现在重复的电波风暴中。 二分散量高，在已知的高速电波风暴中名列前茅，因此可以评价其距离宇宙的极深。 朱伟告诉科技日报记者。

高速电波风暴是持续数毫秒的神秘电波突发现象。 以往观测到的高速射电暴大部分没有一次重复，一般是单峰结构，即望远镜在某一时刻接收到的光子数量急剧上升，仿佛天空突然闪耀一样，迅速变暗。 其中只有极少数反复爆炸的快速电波风暴。 那个时候，很多时候多峰结构，即连续闪烁两三次，甚至越来越多。

朱魏说，这次发现的新源头连续闪烁三次，一次闪烁的间隔约为5毫秒，第一次暴发的能量最高，第二次暴发的能量大致相等，但比第一次要暗得多。 这与人们观测到的第一次重复电波风暴frb 121102的脉冲结构很相似。

但是，当被问到能否判定这个新来源是否为重复电波风暴时，朱湈的回答是否定的。 由于我们不知道快速射电暴的形成机理，仅靠多峰结构无法对快速射电暴进行重复标签，今后将继续注视frb 181123，观测是否会重复爆炸。

如何评价frb 181123来自宇宙深处？

李菟在接受科技日报记者采访时指出，脉冲信号与星际及星系间电子相互作用，由于不同频率的电磁波传输速度不同而引起色散，有着与光通过云形成彩虹相同的物理基础。 高频率光子的速度很快，首先到达地球，通过测量不同频率的光子到达地球的时间，可以计算出迅速的电波风暴的色散程度。 色散量越高，意味着光子的旅程越长，离地球也越远。 这次发现的新源分散量约为frb 121102的3倍，这意味着这个新源来自更遥远的宇宙深处。

推测这个脉冲信号可能是在宇宙中旅行了约100亿年，最终于去年11月23日被fast捕获。 朱伟说。

这项新发明依赖于fast的超高灵敏度。 李莹进一步解释说，射电望远镜和光学望远镜一样，口径越大灵敏度越高，接收的电磁波越多探测能力越强。 如果把frb 181123画在星空画布上，那可能是非常浅的颜色。 正如年fast探测到历史上最暗的毫秒脉冲星之一，许多其他国家的望远镜多次没有见过这颗脉冲星，充分说明了fast的火眼金眼。

ai筛图助学者大海捞针

除了fast良好的硬件配置外，后数据软件解决方案也是寻找高速射电暴新来源的关键之一。

研究发现，新来源的数据来源于fast的多科学目标漂移扫描巡天项目。 朱魏回忆起当时fast正在调试中，许多员工需要在白天完成，研究人员利用fast晚上的空闲时间，睁开了这个巨大的眼睛，向天空进行了漂移扫描。

漂移扫描是一种简易快捷的扫描方法，即fast自身不动，可以依靠地球自身的自转，窥视特定的天区。 当然，在操作简洁的背后，有着困扰研究者的庞大数据。 特别是在朝向19个方向的fast中，数据流每秒可以达到千兆位。

这些数据都不是比较有效的数据，相反大部分是来自地球表面和卫星等的干扰信号。 在这样纷繁的信号中寻找天体和特殊天文事物的信号，就和大海找针一样。

以前筛选数据时，一个身体往往要看一百万张图像，整天头晕。 目前，我们使用深度学习图像识别技术，使ai通过一次大量数据，可以减少近100倍的人工业务量。 朱伟说。

地面信号常常色散量小，天体信号则不然。 研究人员将信号数据转换为二维图像，将其放置在多层神经网络上，利用上述天体和地面信号的色散量等典型特征筛选天体信号，最终提取出了这场高速射电暴的新来源。

现阶段，用ai寻找快速射电暴的手段还处于初期尝试阶段，之后将向更广泛的行业宣传ai，进一步开发实用功能。 朱炜伟坦白地说。

从陌生人到发现的总量近千人。

中国天眼的新发目前受到学术界的广泛关注。 因为，在人类的天文史上，高速电波风暴还属于新的认知陌生人。

快速的射电暴猛烈地释放出巨大的能量，在几毫秒的时间里可以释放出与太阳整天释放出的能量相当的能量，但那往往是因为几毫秒以内的昙花一现，2007年才首次观测到，6年后，学术界再次 fast完成开业后，也加入了寻找急速电波风暴的大军。

作为fast首席科学家，李莹对自己婴儿的新发现感到高兴。 新天文行业发展迅速，近年来人们发现的快速电波暴力数量急剧增加，总量近千。 我们从去年开始准备高速电波暴检索事业。 虽然fast起步较晚，但这次发现显示了观测来自宇宙深处微弱信号的特征。 这次发现的信号来自宇宙进化中恒星诞生率最高的时期。 后续的fast还将展开更细致的研究，进一步揭示快速射电暴的起源和机制。

高速射电暴本身仍是一个新的未解之谜。 越来越多的高速射电暴有助于弄清起源，发现可以利用高速射电暴这一现象开展宇宙学和基础物理学的研究。 朱炜说。

记者从中国科学院国家天文台获悉，未来fast将通过多科学目标漂移扫描巡逻、高速射电暴搜索和多波段观测等优先项目，寻找和观测越来越多的高速射电暴，为其起源和发生机制的研究做出更大的贡献。