□ 吴鑫基
中国天眼灵敏度世界第一，观测成果的洪流滚滚而来。6年中，在重复快速射电暴研究、脉冲星发现和中性氢巡天三大研究领域获得一批优异的成果。基于中国天眼的观测数据发表的高水平论文达到120余篇。其中在世界顶级科学期刊发表的，有《自然》的7篇、《科学》1篇和《自然·天文》2篇。这充分说明中国天眼是一个非常高效、前沿的科学设备。
重复快速射电暴的搜寻和监测
这是世界天文学新近崛起的一个热门研究领域，2007年才起步。中国天眼投入其中，推波助澜，新发现不断，掀起高潮。新开垦的处女地，遍地都是宝贝，比的是谁发现的多，谁发现的更珍贵。
2007年在澳大利亚帕克斯（Parkes）射电望远镜的脉冲星巡天历史记录中发现一个清晰、短暂的脉冲信号，之后又找到5个。由于采用“消色散接收机”可以测出它们的色散，进而计算出距离，得知它们都是来自银河系外的信号。持续时间仅几毫秒，但发射的能量却比太阳一天甚至一年中辐射的能量还要多，所以称之为“暴”。2013年，在美国《科学》期刊最先公布4例快速射电暴的情况。从此，快速射电暴成为天文学的一个新的热点研究领域，至今已经发现600多例，其中10多例会重复发生，称为重复暴。
快速射电暴的搜寻发现要求射电望远镜的灵敏度高、视场大。大型射电望远镜的视场都很小，对于快速射电暴的偶发性，无所适从。射电望远镜的视场就是它看到的天空范围，由方向图的主瓣宽度决定，与观测波长成正比、与天线口径成反比。中国天眼在20厘米波长上的主瓣宽度约为0.40，看到的天空范围很小。2018年中国天眼观测到第一个快速射电暴是FRB-FRB 181123。6年发现6个，在国际核心期刊《天体物理学快报》上发表了2篇论文。
加拿大的一台名为“氢强度测绘实验”射电望远镜（CHIME）由4个固定的100米长的柱状抛物面天线组成，可以24小时连续扫描整个可见天空。发现的快速射电暴约有500个，成为绝对冠军。
2012年美国阿雷西博射电望远镜发现的KRB 20121102非常重要，在2016年确认是重复暴。从此以后，世界各国的大型射电望远镜对这个“暴”进行监测。中国天眼凭借它的超强灵敏度，很快就有重大发现。国家天文台李菂、王培、朱炜玮领导的国际合作团队中年轻学者牛晨辉在2019年5月20号的数据里面发现一个新的重复暴，取名为FRB 20190520B。在半分钟内就有4次爆发，爆发区域约5角分的范围。该团队随即组织多台国际大型设备协同观测，包括综合射电干涉阵列、光学、红外望远镜以及空间高能天文台的观测，将FRB 20190520B定位于一个距离我们30亿光年的贫金属的矮星系。这一发现2022年6月发表于《自然》杂志。
2019年8月底到10月中，同一团队利用中国天眼监测第一例重复快速射电暴FRB 20121102，捕捉到1652次爆发事件，超过了本领域此前14年所有论文中发表的来自所有已知快速射电暴的爆发数量总和，首次揭示出快速射电暴爆发率的完整能谱及其双峰结构。在自然界中，如果一个过程是随机发生的且由单一变量所控制，那么该过程的分布会表现为单峰结构。双峰能量分布可能暗示着该FRB源存在多种的辐射机制。该成果于2021年10月在《自然》发表，并入选2021年度“中国科学十大进展”。
第三个重大发现是2020年由北京大学李柯伽教授、东苏勃教授与胥恒、陈平博士等人参与的团队发现的KRB 20201124A的监测。这是一个多次重复快速射电暴。在54天的时间里，共计82小时内接收到1863次重复信号，这使其成为目前观测到最活跃的快速射电暴之一。被查明这个信号是来自于一个距离为13亿光年的棒旋星系，是一个与银河系尺度差不多的富金属的棒旋星系。快速射电暴来源不在“棒”上，也不在“旋涡”的旋臂上，而是处于旋臂之间、距离星系中心中等距离，位于星系盘上恒星密度比较低的区域。该成果于2022年9月在《自然》期刊发表。
2020年11月4日，国际学术期刊《自然》同期发表了3篇论文，并被《自然》杂志选为“2020年度十大科学发现之一”：首次在银河系中观测到快速射电暴，被识别来自磁星SGR 1935+2154。北京师范大学天文系林琳等的《银河系内磁星爆发期射电脉冲辐射的零探测》是3篇论文之一，他们应用中国天眼对这颗磁星进行了约一个小时的观测，恰好这期间磁星发出了29个软伽马射线暴，但是却没有观测到对应的快速射电暴。表明快速射电暴和软伽马射线暴之间可能并没有明显的关系。实际上是对另两篇论文的观点提出了质疑。
对于快速射电暴的物理机制，科学家们建立的理论模型已有60多个。磁星、中子星并合或中子星和小行星碰撞等都是可能的机制。随着观测的深入，对理论模型构建的线索会越来越多，限制也会越来越多。