近日，国家天文台星际介质演化及恒星形成研究组主导的国际合作团队在《天体物理学杂志快报》（ApJL）和《天体物理学杂志》（ApJ）先后发表两项研究成果，针对超活跃重复快速射电暴FRB 20190520B和FRB 20240114A的宿主星系开展深度解析，系统揭示重复暴宿主星系的共性规律及其环境特异性，为理解快速射电暴的起源机制与能量供给提供了全新视角。
快速射电暴是宇宙中毫秒级的强烈射电爆发，自2007年首次被发现以来，其起源机制始终是天文学最大谜题之一。尽管已发现近千例FRB，但仅有少数重复暴被精确定位于宿主星系，且这些星系的特性（如恒星形成率、金属丰度）与FRB活动的关系仍不明确。
团队研究利用凯克望远镜（Keck）、加那利大型望远镜（GTC）、加拿大-法国-夏威夷望远镜（CFHT）、昴星团望远镜（Subaru Telescope)等的光学与近红外观测数据，发现FRB 20190520B和FRB 20240114A的宿主星系呈现显著共性：它们均为低金属丰度矮星系，恒星质量不足银河系的千分之一，且内部恒星形成活动活跃。FRB 20240114A的宿主金属丰度仅为太阳的15%，而FRB 20190520B的宿主金属丰度更低至太阳的5%。进一步统计分析表明，重复暴与一次性暴的宿主星系在质量-恒星形成率分布上存在显著差异，重复暴更倾向于诞生于年轻星族主导的环境，与长伽马暴宿主特性高度相似。
尽管共性显著，研究团队发现这两例FRB的色散量（DM）来源存在较大差异。色散量是射电信号穿越电离介质时发生的传播延迟，其数值反映传播路径电子密度积分，是推算FRB距离的核心参数。
对于FRB 20240114A，研究在其传播路径上首次发现一个红移为0.0903的前景星系团。该星系团的电离气体贡献了约180 pc cm-3的DM，占总观测值的30%，而宿主星系自身的电离气体仅贡献约200 pc cm-3。这一发现证实了大尺度宇宙结构对FRB信号传播的显著影响，为利用FRB探测星系团电离气体分布提供了新思路。
相比之下，FRB 20190520B的超高色散量（1205 pc cm-3）主要源于宿主星系内部的极端电离环境。光谱分析显示，其宿主星系电离气体温度高达3.2万开尔文（是银河系典型值的4倍），对DM的贡献约960 pc cm⁻³，占总值的80%。该FRB与一个致密持续射电源（PRS）成协，通过二维光谱空间分析，团队发现FRB 20190520B与PRS均位于宿主星系的北部电离气体密集区，距离星系恒星分布的主体区域约5.5 kpc（约一万八千光年），表示该FRB可能处在星系外侧年轻星族形成的环境中。宿主星系特性与长伽马暴（LGRB）、极亮超新星（SLSNe）宿主高度相似，暗示大质量恒星坍缩可能是重复暴的共同起源路径。
两项研究成果均由国家天文台领导，国内外15家机构参与完成，陈向蕾博士担任第一作者，国家天文台蔡肇伟研究员、国家天文台/清华大学李菂教授为论文共同通讯作者。合作研究单位包括美国喷气推进实验室、加州理工学院、内华达大学、康奈尔大学天文学系、日本东京大学木曾天文台、智利迭戈·波塔莱斯大学，及华中师范大学、之江实验室、广州大学等。
文章链接：
1. FRB 20190520B宿主星系研究：https://doi.org/10.3847/1538-4357/adb84d
2. FRB 20240114A宿主星系研究：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/adadfd
FRB 20240114A的宿主星系及其前景星系团分布
FRB 20190520B宿主星系中的电离气体分布情况，其中黄色十字代表FRB与PRS所处位置，图（a）蓝色阴影表示与之成协的电离气体。