科学大爆炸与五百米口径球面射电望远镜(FAST)“偶像化”
90后青年牛陈晖被星空“震撼”了。
那时，他在新疆。因为对天文仪器感兴趣，他主动要求加入中科院国家天文台暗能量射电探测关键技术实验项目。它是由3组抛物柱面射电望远镜和16个碟形射电望远镜组成的天蝎座实验阵列，创建于2014年。
观测站地处高海拔，空气干燥。银河系的“厚盘”挂在天上，似乎近在咫尺。陈晖拿着星图，和同伴一起寻找熟悉或陌生的星座。他告诉中国青年报·中青网记者:“在那个地方看到的星星真的很漂亮。也是从那个时候开始，我对星空的感觉不一样了，我对天文学产生了兴趣。”
“仰望星空”的震撼，促使这个90年代出生的年轻人来到西南山区的五百米口径球面射电望远镜(FAST)，继续他的“偶像化”。牛2019年博士毕业后，选择加入中科院国家天文台射电天文研究部，加入五百米口径球面射电望远镜(FAST)首席科学家李毅研究员带领的星际介质演化与恒星形成课题组，研究“快速射电爆发”。
团队成员大多是牛的前辈和老师。与他年龄相仿的，还有比他大几岁的助理研究员王佩，以及当时在读的两位博士生冯毅和张永坤。
2020年1月11日，五百米口径球面射电望远镜(FAST)正式开放运行。按照李易此前的发言，“中国在无线电频段拥有世界上最先进的设备”。从天文研究的角度来看，牛陈晖、张永昆等“天眼”背后的年轻人赶上了一个好时代。
“五百米口径球面射电望远镜(FAST)是为下一代、为年轻科学家和后来者建造的”
张永坤是全队最年轻的。
2019年，他从中国科学院大学毕业后，直奔博士，李勇是他的导师。张永本是物理专业的，经常去国家天文台听课。他写毕业论文的时候，正好是五百米口径球面射电望远镜(FAST)建设即将完成的时候。
“我对我们国家这么大的望远镜项目很感兴趣，想参与其中。”张永坤说。
于是他给李勇发了一封自荐邮件。去国家天文台“面试”，张永坤特意把自己的成绩单打印出来，想给李老师看看。
李毅说没有，然后和他讨论毕业论文的题目，告诉他五百米口径球面射电望远镜(FAST)能做什么。从那以后，张永昆就接触到了快速射电暴。“这对我们的年轻人来说是一个充满希望的领域”。
快速射电爆发是宇宙中一种神秘的爆炸现象，也就是说以毫秒为单位，太阳辐射的能量需要一年左右的时间才能剧烈爆发。2007年，首次发现的快速射电爆发被宣布。但是这种神秘现象的起源和物理机制仍然未知。
由于观测设备的更新和新技术的应用，未来10年内，快速射电爆发的数量从早期的个位数增加到目前的近500例。早期发现的快速射电爆发只探测到一次爆发，被认为是“不可重复的”。直到2016年，一类可以多次爆发的快速射电暴被反复探测到，固有认知才被打破。作为世界上最大的单孔径射电望远镜，FAST在几年前就已经开始搜索快速射电爆发。
不久前，李勇团队通过FAST“多科学目标同步巡天”优先项目，发现了唯一持续活跃的重复快速射电爆发FRB20190520B。2022年6月9日，北京，这一成果发表在国际学术期刊《自然》上，牛陈晖是该论文的第一作者。
“这一观测对于理解FRB的周围环境和物理起源具有重要的科学意义。自2007年被发现以来，快速射电爆发一直是天文学最前沿的研究方向之一，尤其是其物理起源、辐射机制和周围环境，是亟待解决的三个关键科学问题。”中国科学技术大学天体物理学教授戴子高在成果发布会上说。
五百米口径球面射电望远镜(FAST)已经运行了两年多，其获得的数据催生了100多篇学术论文。
1996年，美国国家天文台老一代射电天文学家南先生和邱玉海先生前往波多黎各的阿雷西博望远镜考察这台巨大的射电望远镜。按照当时可预见的现代技术发展前景，结合中国工程的优劣，五百米口径球面射电望远镜(FAST)的概念在这两位老天文学家的脑海里越来越立体。
2007年底，国家发改委批准了500米口径球面射电望远镜的项目建议书。李易在演讲中回忆了他建造五百米口径球面射电望远镜(FAST)的经历，这与他以前看到的天文台工作“非常不同”。
这些“天空之眼”的建设者们在贵州山区搬砖、种树、熔接光纤...主要工程队住了六年多板房，室内没有热水，没有厕所。即使这么辛苦，大家还是“保持着非常好的精神状态”。
“最苦的路都被前辈们铲平了。”牛辉深有感触。
任东静常说，“FAST是为下一代，为更年轻的科学家和后来者而建”。在李勇看来，五百米口径球面射电望远镜(FAST)代表了中国射电天文学“从追赶到超越的一次尝试”。
“能够站在巨人的肩膀上，我深感幸运。”牛辉说。
从近1000小时的数据中，找出4次“眨眼”
到目前为止，五百米口径球面射电望远镜(fast)已经发现了六次快速射电爆发，其中四次是牛发现的。别人提起，他会低头微笑，解释自己只是运气好，刚好赶上五百米口径球面射电望远镜(FAST)开始出成果。
这种所谓的“运气”，离不开努力和严谨。
来自宇宙的电磁波信号被一个直径500米的球形“大锅”接收，以数字矩阵的形式呈现给研究人员。根据张永昆的描述，五百米口径球面射电望远镜(FAST)可以同时观测天空中的19个点。运行后，每个点每小时接收约2TB的数据。
"我们的主要工作是处理FAST观测到的数据."张永坤告诉中国青年报·中青网记者，“FAST一年跑5000小时左右。估计一年可能有几十个PB的数据。我们团队的项目每年都有数千小时的数据需要处理。”
大部分的数据，其实都是嘈杂的“噪音”，这些噪音来自宇宙中分散的分子气体，来自各种天体的无线电信号，来自地面的电磁波。研究人员正在寻找的快速无线电爆发是一眨眼的功夫，只有几毫秒叠加在这些噪音的背景上。
牛辉从近1000小时的数据中发现了4个眨眼。
在系统处理五百米口径球面射电望远镜(FAST)数据的过程中，牛陈晖发现2019年5月20日的数据中存在重复的高色散脉冲。在排除脉冲星和无线电干扰后，研究人员确定脉冲来自一个新的快速无线电爆发，并将其命名为FRB20190520B。
基于这一发现，李勇团队通过与美国甚大阵列望远镜合作，于2020年7月完成了精确定位，探测到一个密集的连续射电源。此后，研究人员通过帕洛玛200英寸望远镜和凯克望远镜、加拿大-法国-夏威夷望远镜和日本斯巴鲁近红外光学望远镜确定了FRB20190520B的宿主星系和红移。在进一步结合散射特征后，研究小组发现FRB20190520B并不像其他快速射电暴那样存在窗口期，而是持续活跃的。
“这项成果报告了一个新的快速射电爆发，挑战了我们对这些神秘现象的宿主星系的认知。FRB20190520B最早由中国FAST望远镜发现，随后显示平均每10-15分钟重复一次。”西弗吉尼亚大学教授、快速射电爆发的发现者邓肯·洛里默(Duncan lorimer)对这一成果进行了评论。
一起打球唱歌，一起坐“冷板凳”，一起做科研。
“总会有令人惊讶的新发现，你永远不知道前方有什么颠覆性的现象在等着你。”李易的另一名学生冯毅说。
今年3月，冯毅作为第一作者的论文发表在国际学术期刊《科学》上，指出牛发现的重复快速射电爆发处于类似超新星遗迹的复杂环境中。
不断有新的发现，对冯毅来说是一次奇妙的经历。他从小就迷上了物理，在外行人看来极其枯燥的数据筛选工作，对于这个90后来说，只是一个等待的过程。
牛陈晖关于快速射电暴的最新成果发表在《自然》杂志后，冯毅在社交平台上转发了他的祝福:一串“大豆表情”配上由衷的赞美——“牛巨星时代来了！”
陈晖回答说:“冯得多出出主意。”
“超级明星”和“石天”是团队中四名年轻研究人员的昵称，用来互相开玩笑。王佩、冯毅、张永昆是“天师”，天空是“天眼”的天空，也是彼此对未来的期待。
这些年轻人在科研课间休息时一起打球唱歌。他们都是听着周杰伦和五月天的歌长大的。他们都向往和热爱科学，愿意坐在“冷板凳”上做基础研究。
牛辉经常听到的一个问题是，研究天文学和30亿光年外的快速射电暴有什么用？他不知道如何回答这些问题。
他总觉得自己的研究“很有意思”，探索本身就是意义。
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