1991年7月，贝尔斯（Matthew Bailes）和莱恩（Andrew Lyne）等几个人在《自然》杂志发表了第一例可能的系外行星探测。但在随后的美国天文学年会上，莱恩宣布在重新修正脉冲星位置以后，周期为半年的信号没有了。 第一颗系外行星的发现不成立。 他们尽快公布了修正的结果并对同行表示歉意。这种严谨和诚恳的态度受到普遍的肯定。
然而，就在同一个会场，原籍波兰的美国天文学家沃尔茨坎（Aleksander Wolszczan）又发言说，“ 顺便告诉大家，我也找到一个系外行星候选体，希望这个是真的！ ”这情节，网络小说也不敢这么写吧！
沃尔茨坎和弗雷尔（Frail）通过对毫秒脉冲星PSR1257+12的精确计时，找到两个接近地球质量的行星围绕其转动，周期分别为66.5天和98.2天，明显区别于地球的公转周期。这项成果在1992年的《自然》杂志发表后，他们又在1994年《科学》杂志发表了 同一系统中的第三颗系外行星 。
PSR1257+12是人类知道的第一个系外行星系统。也是迄今为止3000多个脉冲星周围唯一一个测到行星的例子。然而，他却错失了诺贝尔奖。或许从科学 社会 学的角度上，也很值得思索一下其中原由，究竟是脉冲星-行星系统的稀少？还是沃尔茨坎曾当过波兰警察线人的经历？这种臆测只有50年后才能实证检验了。
上帝没有眷顾贝尔斯，或许还开了个小玩笑。但是上帝不能阻挡优秀科学家的优秀。十几年后，贝尔斯已经是澳大利亚斯威本大学的教授，著作等身。一天他跑去关心他的同门师弟，洛里默（Duncan Lorimer）博士后，“最近看到什么有趣的东西？”洛里默面有难色：“这个嘛，有一个奇怪的东西。”
知道了系外行星发现的反转戏剧，也知道了干扰排除的不确定性，洛里默回应贝尔斯提问时的为难就容易理解了。他从麦克劳林那里掌握了单脉冲搜索，作为一种开心的尝试，仔细搜索了帕克斯望远镜数据，在大麦哲伦星云的边缘方向，发现了一个超亮的超高色散的脉冲。幸运的是，帕克斯望远镜装备了多波束设备，也就是说在同一时间有来自相近天空方向的多位置采样的数据。由于在不同波束看到同样特征的信号，并且其相对强度与望远镜波束形状大致吻合，使得洛里默有更多的信心： 这是一个来自天空的信号 。但这个信号在至少一个波束饱和了，所以并不能精确确定流量，并且这个信号再也没有重复过。一个令设备饱和的超高色散脉冲，如果是真实的，必然是来自遥远空间的本征亮度极高的宇宙暴发。
虽然洛里默继续为难，虽然PSR1820-10消失的行星依然是个警示，贝尔斯还是建议他发表的这个信号。在他们2007年《科学》杂志上的著名发现文章中，富有远见的指出，“ 类似的信号可能每天上百次出现。如果测量到，将成为宇宙探针 ”。这个信号被俗称为“ 洛里默暴 （Lorimer Burst）”，这是一种荣耀，更是负担。贝尔斯在2018年继续打趣道，“自打系外行星的戏剧之后，洛里默对我的意见总是格外小心。发表了这个奇怪的信号，他开始担心类似的噩梦。”
坏消息马上就来了。 微波炉被查出来也可能产生类似色散的特征 。这让学界加深了对“洛里默暴”这一孤证结果的怀疑。2010年， 麦克劳林和洛里默都已经是西弗吉尼亚大学的教授。恰在此时，麦克劳林和她的学生还合作完成了一篇文章，论述洛里默暴不太可能是银河系外起源。“连家人都不相信自己，” 洛里默在国家天文台报告时回忆“这真是我的至暗时刻。”
但同时，贝尔斯对这个结果却保有信心，有所作为——上帝还能玩上瘾了不成？他和伯克利的丹·维尔海默（Dan Werthimer）合作，开发了更适合捕捉这种转瞬即逝的脉冲的数字终端。同时推动系统检索帕克斯望远镜的脉冲星巡天数据。2013年，在帕克斯HTRU巡天数据中发现了4个暴发，首次以“ 宇宙距离上的快速射电暴 ”之名发表在《科学》杂志。洛里默暴从此也被称作FRB 010724，而“快速射电暴”这个新称谓也是新领域开始起飞。
阿雷西博望远镜的一生中，写满了 历史 性成果，尽管2000年以后，它的脉冲星搜索效果远低于预期。但是，巨人就是巨人。
2015年，P-ALFA项目观测中发现了FRB121102，并且确认其为 第一个重复快速射电暴 。这是个划时代的发现，本身说明快速射电暴是一个可能重复的现象。更为重要的是这就给了确认对应体的努力一个守株待兔的机会。2015年丹·维尔海默来国家天文台访问。我说FAST将要有19波束，我们可以通过电压捕捉，对来自FRB121102的超亮脉冲实现超过FAST衍射极限的定位。丹·维尔海默说“原理可以。但是我跟你打赌，FRB121102的定位会在FAST成功运行之前就完成”。
预言实现得很快。康奈尔大学的查特吉（Shami Chatterjee）和NRAO的合作者提高了JVLA的时域采样率，反复监测FRB121102。而这个重复暴似乎带有‘ 季节性 ’，也就是狂躁的时候非常活跃，然后就是数月的沉寂。在最初数百小时一无所获之后，FRB121102终于活跃起来。VLA一举把位置精度从角分提高到角秒，使得后续认证成为可能。澳大利亚的光学望远镜随后测量了宿主星系的红移，欧洲甚长基线干涉网进一步将定位精度提高到毫角秒，并且看到宿主星系中持续连续谱源的位置和FRB暴发位置存在可能的分离。这一结果发表在2017年《自然》杂志封面。 从2003年的河外单脉冲迹象，到2007年是洛里默暴，再到2013年确认存在快速射电暴的样本，直至2017年才真正确认了快速射电暴的宇宙学起源。
快速射电暴的起源至今未知。天文学家从伽马射线暴、脉冲星（磁星）、黑洞、超新星爆炸等等角度给予了解释。我们对于陌生的事件尽量要放进熟悉的框架中来。而观测者则往往更享受发现陌生事物带来的刺激和偶尔作为领域成年人的骄傲。
我不敢接丹·维尔海默的赌约。2020年12月1日，射电天文学家熟悉并热爱阿雷西博望远镜坍塌，而对它的缅怀还尚在第一步：震惊。FAST没能在第一时间参与快速射电暴的 游戏 ，但是从来没有停止建设相关能力，也从未放弃与其它项目一较短长的雄心。2019年8月FAST快速射电暴终端捕捉到FRB121102的脉冲，并通过《天文电报》提醒了同行其活跃期的到来。2020年FAST在快速射电暴方向产生了两篇《自然》杂志论文。
一切，才刚刚开始。
作者简介：
李菂，射电天文学者，发现了包括分子氧气在内数种新星际分子，任FAST首席科学家，任突破基金会聆听计划指导委员（Breakthrough Listen Initiative Advisory Committee），（曾）任平方公里阵（SKA）生命摇篮科学工作组组长。
王培，国家天文台助理研究员，从事FAST-CRAFTS巡天的脉冲星和快速射电暴搜索与研究，搭建FAST脉冲星搜索数据库，发现首颗FAST毫秒脉冲星。
#河外星系# #FAST# #系外行星# #脉冲星# #宇宙大撕裂人类怎么办#
作者：文/虞子期
或许你有所不知，存在于我们周围的普通事物，其主要构成其实都是空的空间，哪怕是那些看似坚硬的岩石。因为，物质本就由原子所组成，而原子则是围绕由中子和质子组成的原子核旋转的电子云，虽然原子核的直径仅为电子云的十万分之一，但其质量却超过了原子质量99.9%。虽然电子本身占据的空间很小，但原子的大小是由它们的轨道模式所定义，因此，这是一个绝大部分比例都开放的空间。比如，当我们撞击到岩石的时候，总感觉是被其坚硬的外表面所伤害，但事实上却是电子穿过其空旷空间的速度太快，以至于我们无法看到它的空虚。
当大质量的恒星中心部分完全坍缩，从而形成中子星的时候，这样的极端力量同样也会在我们的大自然中发生。当原子被彻底压碎，那些电子会被卡在质子的内部，并形成了一个几乎由中子所组成的恒星，就像是一颗微小的没有空的空间、只有一个巨大核心的恒星。宇宙中的中子星就是一种奇怪而迷人的天体，它同时也代表了很多物理学家急切渴望了解的一种极端物质形态。并且，这还是一种不能直接访问的天体，因为其强烈的引力场，足以在到达地面之前，就将我们的任何宇宙飞船拉扯成碎片。
在中子星的周围，还具有非常强大的磁场，磁力可以将原子挤压成“雪茄”形状，即使我们的宇宙飞船看似谨慎地停留在中子星上方的几千英里处，但也仍然难以避免如此强烈的磁场和引力问题，仍将面临其他潜在的致命风险。当中子星快速旋转的时候，它会和大多数年轻中子星表现的一样，快速旋转会与强烈的磁场相结合，然后产生了令人生畏的、可以发出数十亿伏特电位差的发生器。这些电压的强度比闪电的电压还要高出3000万倍，于是，致命的高能粒子暴风雪便由此而产生了。
在伽马射线能量的作用下，中子星散发出的那些高能粒子会产生无线电的辐射束，就像是旋转的灯塔光束一般，这些辐射会被视为脉冲星或脉冲辐射源。并不是所有的中子星都是脉冲星，但脉冲星却一定是中子星，科学家们第一次观察到脉冲星是在1967年，截至目前，被发现的脉冲星数量已超过一千个。在脉冲星蟹状星云的已知最年轻和最有活力的脉冲星之一，研究人员几乎已经观察到了每一个脉冲波长的无线电、X射线、光和伽马射线，其中有几十个脉冲星在X射线脉冲，有几个脉冲星被发现在伽马射线脉冲。
而当中子星的位置处于普通伴星周围的近轨道之上时，便能够捕获那些从恒星流出的物质，这些被捕获的物质将在该中子星的周围打造一个圆盘，这个圆盘最终将会向下旋转掉落，直至完全被吸收到中子星上。这些物质会随着加速而获得巨大的能量，而能量中的大部分都会在X射线能量下被辐射掉，热区会在中子星旋转时，在热区移入和移出的视野中产生X射线脉冲。物质流入中子星产生了增生动力脉冲星，需要像伴星这样丰富的催化气体来源。科学家们认为，吸收中子星的各种行为，都与物质落入中子星的细节之间有密切的关联。
被称为磁星的中子星和一般中子星有所不同，它的磁场会比地球磁场强千万亿倍以上，而这样强大的磁场就形成于巨型恒星的核心坍塌后、形成快速旋转的中子星之时，并伴随着强烈的X射线爆发，科学家们将其称为X射线闪光。这样的事件过程，被认为是伽马射线爆发的直接原因，同时也代表了一种比普通超新星更有活力、却又不如超新星的中间类型超新星爆炸。当中子星的重力超过地球的1000亿倍，便能够承受磁力，而中子星的地壳也能在这样的应变下发生分裂。脉冲星的动力源正是这些处于快速旋转状态中的磁场，因此，具有这些特点的脉冲星有时也会被称为旋转动力脉冲星，用于区别通过吸积动力脉冲星发现的另一种脉冲星。
科学家们通过观察发现，认为看到了一种前所未有的宇宙景观：大约9亿年前的中子星被黑洞吞噬，虽然尚未确认这些合并对象的确切大小，但根据初步预估来看，这应该是一起由中子星和黑洞合并事件所引起的引力波信号。在这个特殊的系统中，有一个三倍太阳质量左右的物体被认为是中子星，而另一个太阳质量五倍左右的物体则被认为是黑洞，问题的难点就在于科学家们并没有观察到过两个半太阳质量的中子星，以及不到五个太阳质量的黑洞。因为，没有人知道宇宙中最小或最大黑洞的质量应该是多少，目前可以确定的是其中质量较小的一颗应该是中子星。
?
