重複快速無線電暴追蹤至靜態橢圓星系外圍

新發現的快速無線電暴FRB 20240209A的源頭，位於一個古老橢圓星系的遙遠外圍。此星系距離地球20億光年，質量大於1000億個太陽質量。理論家認為會產生這種無線電波爆發的年輕恆星殘骸，在這個有113億年歷史的星系中，早該消失殆盡。這項發現發表在《天體物理學期刊通訊》的兩篇互補研究中，打破了快速無線電暴只源自恆星形成活躍區域的假設。

「目前主流理論認為，快速無線電暴（FRBs）來自透過核心坍縮超新星形成的磁星。」美國西北大學天文學家塔拉內·埃夫特卡里表示。

「但在這裡似乎並非如此。雖然大質量的年輕恆星會以核心坍縮超新星的形式結束生命，但在這個星系中，我們看不到任何年輕恆星的蹤跡。」

「多虧了這項新發現，越來越多證據顯示，並非所有快速無線電暴都來自年輕恆星。」

「或許有一部分快速無線電暴與更古老的系統有關。」

西北大學天文學家方文輝補充道：「這次新發現的快速無線電暴告訴我們，就在你以為自己理解了某個天體物理現象時，宇宙總能帶給我們驚喜。」

「與宇宙的這種「對話」，正是讓我們時域天文學領域如此令人興奮的原因。」

FRB 20240209A是在2024年2月由加拿大氫強度對映實驗（CHIME）發現的。快速無線電暴是短暫而強烈的無線電爆發，在一瞬間釋放的能量，比太陽一年釋放的能量還要多，它們在幾毫秒內閃現又消失。

但FRB 20240209A不止爆發了一次。從2月首次爆發到2024年7月，同一個源頭又產生了另外21次脈衝。

研究團隊確定了快速無線電暴的位置後，天文學家們趕緊利用W.M. 凱克天文臺和雙子天文臺的望遠鏡，探索該事件的周圍環境。

令人驚訝的是，這些觀測結果並未發現年輕星系，反而顯示快速無線電暴源於一個有113億年歷史的鄰近星系邊緣，距離地球20億光年。

為了更深入瞭解這個不尋常的宿主星系，研究人員使用高效能運算機進行了模擬。

他們發現，這個星系極其明亮，質量也大得驚人，是太陽質量的1000億倍。

埃夫特卡里博士表示：「它似乎是迄今為止發現的質量最大的快速無線電暴宿主星系，也是宇宙中質量最大的星系之一。」

大多數快速無線電暴都源自星系內部，但研究人員追蹤發現，FRB 20240209A位於其宿主星系的外圍，距離星系中心13萬光年，那裡幾乎沒有其他恆星。

麥吉爾大學研究生維什旺吉·沙阿表示：「在所有快速無線電暴中，這個快速無線電暴離宿主星系中心最遠。」

「這既令人驚訝又令人興奮，因為通常認為快速無線電暴起源於星系內部，尤其是恆星形成區域。」

「這個快速無線電暴在宿主星系外如此遙遠的位置，引發了一個問題：在沒有新恆星形成的區域，如此高能的事件是如何發生的？」

研究團隊認為，FRB 20240209A可能起源於一個密集的球狀星團內部。

這樣的星團可能是透過其他機制形成磁星的理想場所，並且與更古老的恆星有關，包括兩顆中子星合併，或白矮星在自身引力作用下坍縮。

沙阿表示：「這個反覆出現的快速無線電暴源自球狀星團，是解釋它為何位於宿主星系外部的最有可能的假設。」

「我們並不確定快速無線電暴位置是否存在球狀星團，已提交申請，希望使用美國國家航空航天局/歐洲航天局/加拿大航天局的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡，對快速無線電暴位置進行後續觀測。」

「如果存在，它將成為第二個已知位於球狀星團的快速無線電暴。如果不存在，我們就必須考慮其他另類的起源假設。」

埃夫特卡里博士說：「顯然，在快速無線電暴領域，仍有許多令人興奮的發現等待我們去探索，它們所處的環境可能是解開其秘密的關鍵。」

T. Eftekhari等人，2025年。《重複快速無線電暴FRB 20240209A的大質量靜態橢圓宿主星系》，《天體物理學期刊通訊》待發表；arXiv: 2410.23336

維什旺吉·沙阿等人，2025年。《靜態星系外圍的一個重複快速無線電暴源》，《天體物理學期刊通訊》979卷，L21頁；doi: 10.3847/2041-8213/ad9ddc