2022年7月14日，iCANX 有一说一栏目邀请到FAST首席科学家李菂为我们分享他和宇宙的故事。此前，李菂团队研究成果“FAST捕获世界最大快速射电暴样本”入选2021年度中国科学十大进展。

中国科学院国家天文台研究员

FAST首席科学家

北京大学技术物理系1990级本科校友

李菂领导的国际团队

发现了全球迄今为止

首例、且是唯一一例持续活跃的

重复快速射电暴FRB 20190520B

并确定了其宿主星系

该研究成果于今年6月9日

在国际学术期刊Nature杂志发表

此前

李菂团队研究成果——

“FAST捕获世界最大快速射电暴样本”

入选2021年度中国科学十大进展

这一发现

为构建快速射电暴的演化模型

理解这一宇宙神秘现象打下了基础

有望建立全新的快速射电暴演化图景

“宇宙有没有尽头？”“会不会有外星人同时也在远处看着我们？”正是由于人们对神秘未知宇宙的好奇，才有了天文学这一门学科。作为天文研究者的我们，正在追寻着宇宙中一种神秘的信号——快速射电暴。

快速射电暴（Fast Radio Burst，FRB）是宇宙中最明亮的射电爆发现象，在1毫秒的时间内释放出太阳大约一整年才能辐射出的能量。人一眨眼的工夫大约300毫秒，快速射电暴持续的时间是1毫秒——这样的爆发很难被“捕捉”到。

FRB的研究历程并不长，2007年首次确定了它的存在，2016年探测到第一例重复爆发的FRB，打破了人们对FRB的传统认知，目前该领域已成为天文学最新研究热点之一。全球已公布了近五百例FRB，仅不到10例间断活跃爆发，迄今为止并未发现持续活跃的重复快速射电暴。

2019年5月20日，北京大学技术物理系1990级本科校友李菂团队在处理观测数据时，发现500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope，FAST）探测到了一例活跃的重复快速射电暴。依照惯例，团队用探测日期来命名，因此该快速射电暴被命名为FRB 20190520B。在今天看来，520是一个具有“爱与浪漫”意义的日子。探索天文，他们的征途是星辰和大海，“190520”也就象征了李菂团队和这个FRB的“浪漫”相遇。

和之前不同的是，其他重复快速射电暴只有在爆发窗口期才能探测到信号，而在FAST的后续跟踪观测中，每次都能收到FRB 20190520B发来的“射电情书”，有时候是十几封，有时候只有几封，但从未间断，它也是目前找到的唯一持续活跃的重复FRB，属全球首例！

每次仰望星空，人们的思维总能变得深邃起来，这个过程就像是我们想尽办法，终于抓到了“神兽”的蛛丝马迹。

作为目前世界上最大的单口径望远镜，中国天眼FAST也在几年前开展了快速射电暴的搜寻工作。FAST“多科学目标同时巡天项目”是李菂负责的FAST重大优先项目，快速射电暴的搜寻工作是该项目中的一个重要方向。

发现FRB 20190520B之后，李菂领导的国际团队通过组织多台国际设备天地协同观测，综合射电干涉阵列、光学、红外望远镜等数据，发现了它更多的特殊之处。为了获取更精确的位置从而找出其宿主星系，团队申请了美国甚大阵列的观测，实现了角秒级定位，并在快速射电暴成协的位置，发现了一颗致密的持续射电源的存在，这是继首例重复暴FRB 20190520B后，第二例探测到伴随有致密持续射电源的快速射电暴。

有了角秒级定位，李菂团队通过搜寻存档的光学望远镜数据，找到了FRB 20190520B的“家乡地址”，并马上组织了对宿主星系的光学后随观测。分析发现：FRB 20190520B的宿主星系是一个红移0.241的矮星系，距离我们30亿光年。

此后，团队再次根据测定的红移信息，得出其宿主星系内贡献的色散值高达约900色散单位，证明FRB 20190520B是目前得到宿主星系贡献色散值最大的快速射电暴，其近源位置具有非常高的电子密度。并进一步发现，FRB 20190520B远远偏离了色散与红移关系，挑战了经典的色散分析方法。

“我们年轻一代的科研工作者出生在一个伟大的时代，经过老一辈科学家们几十年呵护的小树苗如今已经长成了参天大树。站在巨人的肩膀上，我们更加自信，也要将这种科学精神传承下去。”

此次中国天眼发现的FRB 20190520B与美国阿雷西博望远镜2016年发现的FRB 20121102A非常相似。FRB 20190520B是人类发现的第一个快速射电暴重复暴和第一个被定位的FRB，也是此前唯一被确认有致密射电源对应体的FRB。

李菂说：“二者都极为活跃，都拥有复杂的电磁环境，而FRB 20190520B各方面的特征都更为极端：例如FRB 20121102A存在爆发活跃期，但是FRB 20190520B从未停止爆发，目前FAST已经探测到了后者的几百次爆发。

快速射电暴领域创始人邓肯·洛里默（Duncan Lorimer）评价李菂团队的此次发现：“基于FRB 20190520B这些特征及其持续射电源的存在，我认为快速射电暴可能有不同的分类。随着快速射电暴样本的持续增长，预计未来几年内，我们能够拨开快速射电暴神秘的面纱。”

正如李菂在文章结语中所言：“FRB 20190520B的发现虽具有一定的偶然性，但更是我国持续增加大科学装置投入所取得的必然突破，这得益于以南仁东先生为代表的几代天文人的努力。”2020年，FAST启动“快速射电暴巡天”优先重大项目，和另一个优先重大项目“多科学目标同时巡天”，为后续观测提供了重要的时间支持。相比于其他快速射电暴，FRB 20190520B可以说是最勤奋的快速射电暴。它的“勤奋”像极了我国科研人员勤勤恳恳、默默付出、敢于坚守冷板凳的奉献精神。

李菂，1995年6月毕业于北京大学技术物理系。现为中国科学院国家天文台研究员，中国科学院国家天文台射电天文研究部首席科学家，星际介质演化及恒星形成研究团组首席科学家，FAST首席科学家。

曾获美国国家科学委员会学者奖、美国宇航局优秀团队奖、中国科学院杰出成就奖。2022年李菂团队研究成果“FAST捕获世界最大快速射电暴样本”入选2021年度中国科学十大进展。

月14日（下周四）晚八点，让我们一起听李菂分享《如何认知瞬变宇宙》