近日，中国科学院上海天文台天马望远镜（简称天马）研究团队对快速射电暴FRB 20240114A在一年时间内开展了66次2.25/8.60 GHz双频同时观测，成功在2.25 GHz探测到155次爆发，构建了该目标迄今为止最大样本的长期高频（2.0 GHz以上）监测数据库，揭示了其活跃度的频率依赖及时间演化特性，有关研究成果于发表在国际权威期刊《天体物理学报》 （The Astrophysical Journal）。

快速射电暴（fast radio burst,简称FRB）是宇宙中一类短时标（通常毫秒量级）的极亮射电“闪光”，其起源和辐射机制仍是未解之谜。目前，天文学家已经发现4000余例FRB，绝大多数表现为一次爆发，仅有100例左右表现为重复爆发，它们被称为重复快速射电暴（简称“重复暴“）。FRB 20240114A是由加拿大氢强度测绘实验（简称CHIME）于2024年1月新发现的一例重复暴，其高度活跃特性吸引了国内外众多研究团组的目光，他们利用国内外多个大型射电望远镜对其开展观测。目前对这个重复暴已发表的观测结果主要来自1.4 GHz及以下频段，而高频爆发样本（2 GHz以上）相对有限，绝大部分基于德国Effelsberg 100米射电望远镜少数几次的观测结果。

上海天文台天马研究团组在收到发现FRB 20240114A的天文学家电报（Astronomer's Telegram）后就迅速组织了有关讨论。三天后，天马对该射电暴2.25/8.60 GHz双频同时观测就正式启动，该观测策略充分发挥了其“一镜双频”的观测能力。自2024年1月29日至2025年2月15日，共组织了66次观测，累计投入约180小时观测时间。经过一系列精心的数据处理，他们最终确认了来自FRB 20240114A在2.25 GHz 的155次爆发（部分代表结果如图1所示）。通过进一步分析其爆发率随时间的演化趋势（见图2），发现在2.25 GHz该源在2024年7月和2025年1月初异常活跃，相比其它观测时间平均爆发率高约将近10倍。尽管在与此同时进行的8.60 GHz的观测中未能探测到对应的爆发，研究团队基于此结果指出FRB 20240114A在该频率的活跃度比2.25 GHz低一到两个数量级，也进一步说明其爆发和其它重复暴一样具有窄带的本征辐射特性。

图1：天马探测到的FRB 20240114A部分爆发示意图。每个子图中间展示该爆发的动态谱，上方和右侧则分别为该爆发的时域和频域轮廓

图2：FRB 20240114A在2.25 GHz的爆发率随时间变化（上）， 天马各次观测的时长和累计探测到的爆发数目（中），以及结合其它望远镜观测结果得到的该源不同频率区间内探测到的爆发数目的累积分布（下）

图3：FRB 20240114A在2024年1-2月（蓝色）与5-7月（红色）期间的爆发率随观测频率的变化（不同望远镜的观测结果均依据天马的探测阈值进行缩放），可以看出该源爆发率的频率依赖特性在两个时期之间发生了明显变化

研究还发现FRB 20240114A爆发的“偏好频率”并非一成不变。在2024年1–2月，其活跃度随观测频率升高而下降；而到5–7月，却在2–3 GHz附近出现活跃高峰，表明其活跃度随频率的依赖关系存在时间上的演化。这一现象可能反应了暴周环境的演化，如同步辐射自吸收过程对低频爆发的吸收；或是信号传播过程中发生极端散射事件从而调制了特定频率观测到的爆发率等。

本工作由来自中国科学院上海天文台、北京大学、华中科技大学和湖北第二师范大学的研究人员合作完成，得到了科技部平方公里阵列射电望远镜(SKA)专项、国家重点研发专项、国家自然科学基金和上海市自然科学基金的大力支持。得益于天马团队全体工作人员的共同努力，从而保障了观测系统的稳定性以及数据的可靠性。天马对FRB的多频观测研究工作还在进行中，后续将会发布更多有意思的观测研究结果，进一步从“多频”视角多维一体地揭示FRB辐射特性及背后物理。

论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/adfece

科学联系人：

闫振，中国科学院上海天文台，yanzhen@shao.ac.cn

沈志强，中国科学院上海天文台，zshen@shao.ac.cn