中新網(wǎng)北京4月12日電 (記者 孫自法)中國科學院國家天文臺4月12日發(fā)布消息說，根據(jù)被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)巡天觀測的豐富數(shù)據(jù)，F(xiàn)AST首席科學家李菂研究員帶領團隊提出一種全新分析構架“Pincus-Lyaponov相圖”，得以量化爆發(fā)事件的隨機性和混沌性，揭示出快速射電暴(Fast Radio Bursts，簡稱FRBs)的時間-能量表現(xiàn)與地震和太陽耀斑等存在本質(zhì)區(qū)別，這種差異挑戰(zhàn)了快速射電暴的星震起源。
基于全新的相圖，李菂團隊發(fā)現(xiàn)快速射電暴在時間-能量二元空間上游走接近所謂的布朗運動，也就是表現(xiàn)出高度的隨機性。而同樣不可預測的地震、太陽耀斑等卻表現(xiàn)出遠為顯著的混沌性?？焖偕潆姳┑母叨入S機性可能由多種機制或者多個發(fā)射位置組合形成。
本項天文成果以封面文章形式在《科學通報》(Science Bulletin)上發(fā)表。中國科學院國家天文臺/供圖利用“中國天眼”豐富數(shù)據(jù)最新完成的這項重要成果論文，4月12日以封面文章形式在“中國科技期刊卓越行動計劃”綜合性領軍期刊《科學通報》(Science Bulletin)發(fā)表。
李菂表示，“中國天眼”的強大觀測能力結(jié)合創(chuàng)新的分析方法，能夠深入刻畫宇宙間的神秘爆發(fā)信號，有望最終揭示其起源。
《科學通報》同期發(fā)表快速射電暴領域理論專家、美國內(nèi)華達大學張冰教授的點評文章稱，“這一創(chuàng)新方法促使理論家深入思考爆發(fā)現(xiàn)象的物理機制，從而進一步應用于FAST的大數(shù)據(jù)集合將檢驗其揭示的物理規(guī)律的普適性?！?/p>
據(jù)天文科研團隊介紹，快速射電暴是一種來自宇宙深處短暫而強烈的無線電波爆發(fā)。就像它的名字一樣，快速射電暴在千分之一秒的時間內(nèi)能夠釋放巨大的能量。自2007年人們第一次發(fā)現(xiàn)快速射電暴以來，它就因其神秘和強大吸引全世界科學家關注，但迄今為止，天文學家還不知道這些強大的能量是如何產(chǎn)生的，而解開這樣的謎題可能會幫助人類在天文學甚至基礎物理學上取得重大突破。
他們指出，盡管現(xiàn)在還不能確切知道快速射電暴具體是如何發(fā)出的，但至少可以猜測其源頭是某種蘊含著極高能量密度的所謂致密天體，比如中子星或者黑洞。目前已知道中子星的信號會像燈塔一樣，規(guī)律地掃過地球，非常穩(wěn)定。如果快速射電暴也是由這樣的天體發(fā)射出來，那么能否看到規(guī)律出現(xiàn)的快速射電暴信號呢？非常遺憾的是，在過往的諸多研究中，尋找快速射電暴在毫秒到秒量級的周期的所有努力都失敗了，這就要求天文學家重新考慮快速射電暴的發(fā)射方式。
本項天文成果以中國傳統(tǒng)藝術形式展示圖。中國科學院國家天文臺/供圖天體也存在不可預測、看似混亂的能量釋放過程，例如星震和地震。致密天體，特別是具有極端磁場的磁星，其星震被認為是快速射電暴的可能觸發(fā)機制。地震混亂不可預測，但是并非完全隨機。在一次非常強的地震事件發(fā)生后，常常會伴隨著更多的相對弱小的余震。這說明地震發(fā)生的時間和能量有關聯(lián)，并非完全隨機，而以往進行的周期搜索無法揭示時間和能量這兩個基礎物理參數(shù)間的關聯(lián)。
天文科研團隊說，這正如一個隨機事件，比如拋硬幣，其不可預測性是穩(wěn)定持續(xù)的，人們無法根據(jù)當前拋出的正反面來預測下次，或者下下次的結(jié)果。與此相對應，一個混沌系統(tǒng)例如氣候，看起來混亂如隨機過程，但它的不可預測性隨時間增長，抬頭看天就可以預言下一秒的天氣，但全人類最好的預報系統(tǒng)也難以精確預言幾周、幾月后的天氣，時間越長、不準確性越高是混沌系統(tǒng)的特征。(完)