在昨天發表于《天體物理學雜誌》的一篇論文中，悉尼大學的博士研究生王子騰表示，他們團隊發現了來自銀河系中心的神秘射電信號源ASKAP J173608.2-321635。這種神秘的信號具有強烈的偏振，亮度變化極大，研究團隊嘗試了所有他們已知的天體，都無法解釋這種信號的來源。他們表示，這可能是一種全新的天體。
ASKAP J173608.2-321635射電信號到達地球的藝術想象圖
可見光是一種電磁波，在波長比紅光更長的方向上，分佈著紅外線和波長更長的無線電波。很多天體都會發出無線電波，被天文學家稱為射電輻射。天文學的一個分支，就是在射電波段進行觀測，被稱為射電天文學。 發現宇宙微波背景輻射、發現脈衝星、間接證明引力波的存在，還有近年來拍攝的黑洞照片，這些對人類而言至關重要的成就，都是射電天文學獲得的成果。
而昨天在《天體物理學雜誌》上發表的論文中，悉尼大學的博士研究生王子騰所在的團隊表示，他們在銀心（Galactic Center）用射電波段發現了一種神秘信號， 這種無線電信號很可能來自于一種全新的天體。
正確的地點，正確的望遠鏡
除了最中心的黑洞之外，銀心本身就是一個神奇的地方。這裡具有 較高的恒星密度，具有活躍的恒星形成活動，是個尋找 射電暫現源的好地方，這種天體往往突然發出射電輻射，很快就會再次回歸沉寂。X射線雙星（X-ray binary）和銀心射電暫現源（Galactic Center Radio Transient，GCRT）等天體就是在銀心區域發現的。
研究團隊用澳大利亞平方千米陣探路者（Australian Square Kilometre Array Pathfinder，ASKAP）在銀心區域展開了瞬變源與暫現源巡天（Variables and Slow Transients survey，ASKAP VAST survey）。相比于一般的射電望遠鏡陣列， ASKAP有著30平方度的巨大視場，可以更高效地進行巡天觀測。ASKAP在劃定的250平方度銀心區域內不斷監測著天體的射電信號。
ASKAP夜景，圖片來源：Australia Telescope National Facility2020年1月，研究團隊發現了一個奇怪的信號，他們將這個源命名為 ASKAP J173608.2-321635。「其異常之處在于 信號偏振程度極高，即天體產生的光只在一個方向振盪，但振盪方向隨時間旋轉，」論文第一作者王子騰說，「 信號的強度也有明顯變化，變化幅度高達100倍，且變化是隨機的。我們從未看到過類似的東西。」這個源隨機重複出現，每次持續幾天或數周。一直到2020年9月， ASKAP在888MHz的頻段上共觀測到這個源6次。
奇怪的信號
面對這個奇怪的信號，研究團隊的第一反應是這可能是一個脈衝星。脈衝星是一類高度磁化的旋轉緻密天體，它的磁極會發出電磁輻射束。隨著脈衝星旋轉，電磁輻射束按照固定的時間間隔到達地球，我們就能看來自脈衝星固定時間間隔的射電信號。他們申請使用帕克斯射電望遠鏡（Parkes Radio Telescope）對這個源進行觀測，每次觀測持續30分鐘，時間解析度達到32µs，頻率范圍從704MHz延伸到4032MHz。但就算這樣， 研究團隊還是沒能找到脈衝星的痕跡。
值得一提的是， 脈衝星本身也是由異常的射電信號發現的。1967年，當時也是博士研究生的約瑟琳·貝爾（Jocelyn Bell）用射電望遠鏡發現了一種神奇的週期性信號，這種信號嚴格按照1秒左右的週期跳動，她當時還將這個信號命名為「小綠人1號」（ Little Green Man 1）。信號的來源在幾年後被證實是一顆快速旋轉的脈衝星，這一成果在1974年被授予了諾貝爾物理學獎。
帕克斯射電望遠鏡的觀測完成後，研究團隊又嘗試用位于南非的MeerKAT射電望遠鏡進行觀測，它具有更高的靈敏度，頻率范圍是1.0-3.0GHz。「由于信號斷斷續續，我們每隔幾周就觀測這個源15分鐘，希望能再看到這個源，」論文通訊作者塔拉·墨菲（Tara Murphy）教授說，「幸運的是，我們再次發現了這些信號，但是這次發現的信號的行為與上次發現的完全不同—— 這個信號在一天之內就消失了，而在先前ASKAP的觀測中，這個信號持續了幾周。」
觀測的銀河系中心的射電圖像。小圖展示了觀測到的該源「亮」與「暗」的對比圖。
除此之外，研究團隊還在更高頻率的射電波段進行尋找，但收穫寥寥。同時，他們也在近紅外波段、X射線波段進行了尋找，還查找了射電信號的歷史資料庫， 結果都沒有找到對應天體。
研究團隊總結出了這個射電源的特點： 變化劇烈，其強度能在一周之內變化一百倍以上；能 持續發射數周，卻又能在 一天之內完全消失；具有 高度圓偏振和 線偏振； 沒有脈動現象（脈衝星對應的現象）；在近紅外和X射線波段 沒有對應體。
未知的來源
恒星、磁陀星、脈衝星和銀心射電暫現源這幾種天體都能發出射電信號，研究團隊便對著這些源去尋找信號來自這些源的可能性。
太陽耀斑爆發時能發出較強的射電輻射，對其他恒星也是如此。但恒星同時會發射出紅外輻射和X射線，在紅外波段和X射線波段的研究並沒能找到合適的對應體，也就 排除了ASKAP J173608.2-321635是一顆恒星的可能。同時，磁陀星的頻譜一般較為平坦，和ASKAP J173608.2-321635陡峭的頻譜完全不同，這也 排除了它是磁陀星的可能。同時，強烈的偏振 排除了X射線雙星的可能。而超新星的時間尺度往往長達數年，持續時間遠長于ASKAP J173608.2-321635，並且同一個超新星不可能重複爆發， 超新星的可能也就被排除了。
正如前文所說，帕克斯射電望遠鏡的高時間解析度測量沒有找到脈衝星的痕跡，這其實已經基本排除了ASKAP J173608.2-321635是一顆脈衝星的可能。但面對射電信號強烈的偏振和陡峭的頻譜，研究團隊還是認真考慮了脈衝星假設。他們發現，如果ASKAP J173608.2-321635是一顆週期超長的脈衝星，例如擁有幾個小時的週期，就可能能逃脫他們現在的檢測。當然也有可能是週期超短的脈衝星，如果它的脈衝信號因為星際介質的作用而變寬，也會導致無法探測，有很多未發現的脈衝星可能會是這種情況。 但對于大多數已知脈衝星而言，它們不可能發出類似ASKAP J173608.2-321635的射電信號。
他們還討論了引力透鏡或等離子透鏡等外部成因。但如果ASKAP J173608.2-321635是由這些效應造成的，每次這個源重新出現時的亮度應該千差萬別。 沒有哪種已知的外部成因能產生符合這個源特點的射電輻射。
考慮到ASKAP J173608.2-321635在天球上距離銀心只有4度，王子騰的另一位導師大衛·卡普蘭（David Kaplan）教授表示：「我們已知的資訊的確和另一種新興的、謎一般的天體有些類似，這種天體被稱為銀心射電暫現源。」但ASKAP J173608.2-321635的輻射特徵也並非完全符合銀心射電暫現源的特徵， 更何況，銀心射電暫現源本身的來源就是一個謎，研究團隊還是沒能找到這些射電信號的來源。
到論文發表時，研究團隊在16個月的研究歷程中共探測到ASKAP J173608.2-321635活躍了12次，但 他們仍然無法確定這個源對應哪些天體，更不用說是由何種機制產生的。研究團隊將持續關注ASKAP J173608.2-321635，期望能找到更多關于這個神秘射電源的線索。