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．快速電波爆（FRB）是一種僅僅持續毫秒等級，但瞬間高強度的訊號，且目前僅在電波觀測波段被觀測到的現象。
．最初，FRB的訊號來源充滿爭議。即使往後確認了它是來自宇宙的天文現象，但目前仍不了解FRB如何形成。
．突破現有觀測器材的限制，中研院天文所全新研發的電波望遠鏡BURSTT具有廣角視野，能全面提升FRB的機率，並精確定出FRB的方向。

 
今（2023）年國際知名的學術獎項「邵逸夫天文獎」頒發給貝爾斯（Matthew Bailes）、羅瑞默（Duncan Lorimer）和邁克勞克林（Maura McLaughlin）三位學者，以表彰他們在2007年發現快速電波爆（fast radio burst, FRB）―一種僅僅持續毫秒等級的瞬間脈衝訊號，且目前僅在電波觀測波段被觀測到的現象。本文很榮幸有機會能與中央研究所天文所所長彭威禮一起談談這個嶄新的天文現象，以及台灣在這項研究領域中擔任的角色。
 

意外發現的FRB—天文學家一度懷疑它們不是天文現象

歷史上很多天文現象的發現都出自於意外，如宇宙微波背景輻射（cosmic microwave background, CMB）就是一個著名的案例，而 FRB 的發現也同樣是個偶然。彭威禮解釋，原本學者的觀測目標是脈衝星（pulsar），這是一種高速旋轉、並且會發出強烈電波的中子星（neutron star）。它們宛如宇宙的燈塔，以固定而穩定的週期發出電波脈衝。但也有一些脈衝星的脈衝並不固定，因而吸引天文學家的注意，希望能進一步觀測以了解其中原因。當天文學家試圖觀測這些週期不固定的脈衝星時，卻意外觀測到另一種不是來自目標脈衝星的強烈電波脈衝，也就是FRB。與脈衝星的訊號不同，FRB有非常明顯的「色散」（frequency dispersion）特徵，也就是低頻率的電波訊號會比高頻率的電波訊號更晚抵達。
 
最初這個訊號的來源充滿爭議，因為如同閃電等大氣現象或是微波爐等人造裝置都有可能產生類似的訊號。因此在經過了數年進一步觀測與分析之後，天文學界才確認FRB確實是來自宇宙的天文現象。

天文學家對脈衝星的想像／模擬圖，快速電波爆有可能源自類似事件。（NASA's Goddard Space Flight Center）


上圖為典型的FRB訊號，顏色愈深代表訊號強度愈強。從圖中黑色曲線可以清楚看到FRB低頻率的電波訊號比高頻率的電波訊號更晚抵達。（Masui, et al. 2015, 彭威禮提供）

正體未明的快速電波爆

16年後的今天，在世界各地多座電波望遠鏡的共同努力下，天文學家已經發現上千起FRB事件。但是這些明亮而短促的電波爆到底如何形成？目前仍沒有答案。彭威禮表示，學界主流的觀點認為，FRB也許跟脈衝星一樣，也是中子星的一種，過去他也曾發表過幾篇論文討論相關的可能性。「但中子星要怎麼在這麼短的時間內，釋放出這麼強大的電波脈衝，其中牽涉非常複雜的磁流體力學和電漿物理，目前學界仍沒有共識。事實上，就連脈衝星為什麼會發出電波也仍是一個未解的謎團。」……【更多內容請閱讀科學月刊第646期】