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Take Home Message
•早在1054年古人就開始觀測脈衝星，到了2007年則有研究生意外在脈衝星的觀測資料中發現了快速電波爆（FRB）。
•爆發時間極短且高能量的FRB至今仍是未解之謎，因此吸引大量天文學家以各種專業望遠鏡追蹤，期望能解開它的來源和性質，但也曾發生誤會事件。
•FRB的研究對於我們深入了解宇宙及宇宙探測有著關鍵重要性，期待FRB的本質及成因早日被發現。

 
人類祖先最早開始抬頭仰望星空的時候，應該會發現天上有一些明顯的規律現象，例如白天的太陽和夜晚的星星、月亮。這些發光體每天從特定方向的地平面升起，到達接近頭頂的位置，再隨著時間流逝在原本升起的對面方向走入地平面。
 

天行健、偶有驟變

恆星之所以稱為恆星，是因為看起來永恆不變。恆星之間的相對位置、亮度不變，但新星和超新星卻是某些會突然變亮的天體，又被古人稱之為「客星」，位置如常，但亮度會突然增強然後逐漸變暗。1054年，宋史《天文志》記載在天關星（今金牛座ζ）附近位置，突有一客星驟亮，前23天白日可見，之後趨暗，在夜晚持續亮了一年十個月，然後不見。天關客星就是一顆超新星（現編號為SN1054），它的驟亮是恆星死亡前的絢爛，爆炸後遺留下殘骸，望遠鏡可見，稱為蟹狀星雲。進一步發現蟹狀星雲的中心有一脈衝星（pulsar，又稱波霎），是高速自轉的中子星〔註〕，每秒30次自轉地向外發射電波（圖一）。

〔註〕中子星是極其密集的天體，由大質量恆星爆炸後的殘骸所形成。（參考《科學月刊》515 期〈極端星球-急轉的中子星〉）

生活周遭的電波

何謂電波？哪裡有電波？電波其實就是波長比可見光更長的電磁波，除了生活周遭有電波之外，宇宙也有電波。通常宇宙就像穿了多層華麗外衣的皇后，我們肉眼只能看到表面的可見光層，即便使用最大口徑的可見光望遠鏡，也只能看清楚外衣的細微程度。除了可見光，宇宙還有其他不同波段電磁波的內涵，電波就是其中一種。宇宙電波和我們生活周遭的電波相同，例如傳統收音機接收廣播電臺的電波訊號。現在很少人使用傳統收音機收聽廣播節目，但可以用手機連接電波接收器，從手機即時接收廣播，甚至數位電視的訊號（圖二）。也可以透過手機應用程式，看到接收到的電波訊號（圖三）。

圖二
手機接上一個RTL2832U RTL-SDR軟體定義電波電視棒，接收頻率範圍在25～750MHz之間。執行RF Analyzer app，可見螢幕顯示接收到的電波強度分布。（作者提供）


圖三
手機應用程式（RF Analyzer）呈現即時接收電波的頻率強度變化。上半部是不同頻率的電波訊號強度曲線圖，橫座標是頻率變化，縱座標則是強度。下半部是隨時間變化的電波訊號強度圖，又稱做瀑布圖（waterfall plot），橫座標是頻率變化，縱座標則是時間，顏色表示電波的強弱，愈黃、愈紅，電波愈強。在圖當中，可以清楚看到有五個波段訊號很強，分別來自五個不同的廣播電臺。（作者提供）

一般定義電波的頻率從3Hz（赫茲）到30GHz（十億赫茲），1Hz表示電磁波每秒振動一次，GHz則是每秒振動十億次。進一步細分電波頻率，300MHz 到30GHz通常稱為微波，家中微波爐的頻率是2.45GHz，每天無線上網（WiFi）的頻率有2.4GHz和5GHz 兩種。手機有較多頻率波段，但也都是GHz等級。至於較少使用的數位電視頻道，大多落在500MHz上下。除此之外，還能根據頻率細分更多通訊波段，例如極低頻（3～30Hz）、超高頻（3～30GHz）等。雖然這些頻率的電波隨時充斥在我們四周，但能量都很小，大家可以不用太過於憂心。
 

散發電波的宇宙

宇宙中的天體和星際介質（interstellar medium）也會產生電波訊號，例如蟹狀星雲脈衝星的頻率約為110～180MHz。除此之外，宇宙中還有許多電波源，可能是黑體輻射，可能來自經過彎曲磁場的帶電粒子或是特定分子的能階躍遷，它們都有各自特定的頻率。……【更多內容請閱讀科學月刊第646期】