迄今最遥远的快速射电暴，携带了哪些宇宙秘密？
哇喳约 5 分钟每个白天和黑夜，都会有成千上万次强烈而短暂的辐射闪光突然出现在天空中，这些快速射电暴（fast radio burst，FRB）对我们来说肉眼不可见，但对于射电望远镜来说，很多快速射电暴亮到能够让天空中的一切物质在千分之几秒的时间里黯然失色。
自从2006年发现第一个这样的射电暴以来，科学家发现几乎所有的快速射电暴都来自遥远的星系。大多数爆发都是在射电望远镜的视场之外发生的，不会引起人们的注意，也不会再次发生。
在《科学》（Science）杂志发表的一项新研究中，研究人员发现了迄今为止探测到的最遥远的快速射电暴：一个已有80亿年历史的快速射电暴，它在宇宙中的旅行时间超过了宇宙寿命的一半。
抓住机会
天文学家之所以对快速射电暴如此着迷，存在两个原因。
其一，快速射电暴的成因至今不明。这些爆发的能量比我们银河系中最像它们的旋转中子星——脉冲星（pulsar）——还要高出一万亿倍。
其二，快速射电暴为研究宇宙的其他方面提供了新的工具。
通过快速射电暴，科学家可以研究漂浮在星系之间的“宇宙网”（cosmic web）物质。这种物质是温度非常高的弥漫气体，几乎不可见，但当快速射电暴穿过它时，它会巧妙地减慢快速射电暴的速度。（这里说的是普通物质，也就是构成恒星、行星和人类的物质，而不是潜伏在整个宇宙中的看不见的“暗物质”。）
快速射电暴减慢的程度与它们传播的距离有关。
2020年，对快速射电暴的分析表明，宇宙网实际上包含了宇宙中一半以上的正常物质，而此前天文学家一直认为这些物质是“缺失的”。
追寻极致
更遥远、更极端的快速射电暴有望揭示宇宙的更多秘密，因此天文学家正在全力追寻快速射电暴的踪迹。澳大利亚斯威本科技大学（Swinburne University of Technology）副教授瑞安·香农（Ryan Shannon）领导的团队，就是利用澳大利亚平方公里阵列探路者（Australian Square Kilometre Array Pathfinder，ASKAP）射电望远镜来进行追踪的。
2022年6月6日，香农团队探测到并精确定位了一个非常明亮的爆发（正式命名为“FRB 20220610A”），它的速度非常之慢，经过初步计算，香农团队认为它可能是迄今为止发现的最遥远的快速射电暴。
然而，还有一种可能性是，这个爆发比研究人员想象的距离我们更近，或者说，它可能来自一个遥远的星系，而这个星系太微弱了，无法用光学望远镜看到。
香农团队求助了世界上最强大的光学天文台之一：欧洲南方天文台（European Southern Observatory，ESO）位于智利的甚大望远镜（Very Large Telescope，VLT），来寻找快速射电暴FRB 20220610A的源星系。甚大望远镜的四台望远镜配备了最先进的相机和摄谱仪，可以识别微弱的源星系，并详细研究它们的特性。
在被澳大利亚平方公里阵列探路者确定为快速射电暴源的位置，最初的图像显示出了微弱的光斑，看起来像是一个遥远的星系。对来自该星系的光进行光谱分析后发现，它发生了强烈的“红移”，这意味着当它在膨胀的宇宙中延伸时，射电暴的发射波长增加了一倍。
红移值刚刚超过1，这表明射电暴FRB 20220610A是在80多亿年前发射出来的，当时宇宙的年龄还不到现在的一半。这也证实了FRB 20220610A打破了迄今最遥远快速射电暴记录。
突破宇宙的极限
就像奥林匹克运动员一样，天文学家也喜欢打破纪录。然而，除了个人的满足感之外，这次探测还可以用来探索有关快速射电暴的两个基本问题。
首先，这次爆发的能量是目前已确定位置的快速射电暴中能量最大的，比太阳30年间释放的能量还要多，接近我们所认为的基本物理极限。
量子力学效应可能决定了任何一次快速射电爆发所能携带能量的上限。英国物理学家保罗·狄拉克（Paul Dirac）早在1928年就曾预言：在某一点上，无线电光子爆发可能会遇到来自虚的正负电子海洋 [ 译者注：即“狄拉克之海”（Dirac sea）] 的阻力。
这项新研究还证明了快速射电暴在研究遥远宇宙组成方面的潜力。回溯过去时，我们会发现星系的结构发生了很大的变化，遥远星系中的爆发可以让我们研究其源星系的详细结构。
深入探究宇宙
我们现在知道，在遥远的宇宙中存在着高能射电暴。随着更多新的、功能更强大的望远镜加入到搜寻快速射电暴的行列，我们很可能会看到更多的射电暴被追踪到它们的源星系。
研究团队目前正在为澳大利亚平方公里阵列探路者建立一个新的快速射电暴搜索系统，这将使它的灵敏度提高5倍，让天文学家能够将他们的研究进一步推向更广阔的宇宙。
未来，像平方公里阵列（Square Kilometre Array，SKA）这样的超灵敏射电望远镜将能够探测到更远距离的射电暴。这些探测结果将被用来绘制宇宙结构图，解开现代天文学之谜。