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• 2006年羅瑞默團隊在搜尋脈衝星資料時，意外發現全新的天文現象——快速電波爆，進而引發後續研究與應用。
• 羅瑞默表示，這種出乎意料的發現便是他熱愛天文工作的原因之一，並分享如何在研究之餘兼顧生活和興趣。
• 羅瑞默建議學生在研究路上要保持耐心，學習各基礎學科，不要著急學會所有事物，並多多閱讀。

 
快速電波爆（fast radio burst, FRB）是一種持續時間極短，但具有瞬間高強度的電波訊號，最早在2006年被觀測發現。去（2023）年天文學界重要的邵逸夫天文獎，就頒發給發現快速電波爆的三位學者貝爾斯（Matthew Bailes）、羅瑞默（Duncan Lorimer）、邁克勞克林（Maura McLaughlin）。
 
去年11月羅瑞默前往香港領獎前，在路途中來到中研院天文所演講，分享快速電波爆從發現到未來的展望。我們也很榮幸能夠在這場演講後專訪羅瑞默，了解他發現快速電波爆背後的故事，同時也透過他的分享讓我們能一窺天文學家的工作與生活。

脈衝星的發現

人類對FRB的探索要從1967年脈衝星（pulsar）的發現開始說起。當時正在劍橋大學（University of Cambridge）攻讀博士學位的貝爾伯奈爾（Jocelyn Bell Burnell）在電波望遠鏡的資料中，意外發現了一個奇怪的訊號源。它以大約每秒一次的頻率，發出短促的無線電波脈衝，貝爾伯奈爾將這種天體命名為脈衝星。現在我們知道脈衝星其實是中子星的一種。由於中子星強大的磁場會加速帶電粒子，朝磁場兩極發出強烈的無線電波，再加上中子星本身的自轉，讓它就像是一座宇宙燈塔⸺每當無線電的波束掃過地球，我們就會看到一次短暫的無線電脈衝。
 
但你可能不知道的是，就像可見光在玻璃中的前進速度不一，無線電脈衝穿越廣袤的星際空間時，星際空間中稀薄的自由電子也會對它的波速產生影響。頻率愈高的無線電波，前進的速度愈快。因此如果仔細分析來自脈衝星的脈衝訊號，便能發現高頻率的訊號會比低頻率的更早抵達，這個現象又被稱為「色散」（frequency disperson）。此外，由於訊號穿過的距離愈長，或是途中的自由電子密度愈高，色散量測（disperson measures）就愈大，所以脈衝星的色散量測也可以作為量測脈衝星距離的工具。

發現快速電波爆是一場出乎意料的驚喜

雖然脈衝星早在1967年就已經被發現，但由於脈衝星牽涉的物理非常複雜，直到今天仍是天文學家努力研究的對象。而想要研究脈衝星，第一步當然就是要先找到它們。此後數十年間，天文學家不斷設計和建造更強大的電波望遠鏡，以更高的觀測靈敏度掃視天空，尋找以前因太遠、太暗而沒有看到的脈衝星。在過程中，他們發現了意外驚喜。
 
2006年，剛到西維吉尼亞大學（West Virginia University）進行研究的羅瑞默，在搜尋電波望遠鏡對大、小麥哲倫星系（Llarge/ Small Magellanic Cloud）附近天區的觀測資料時，發現了意料之外的訊號。這個訊號不僅非常明亮，更有著巨大的色散量測，代表它很可能是源自銀河系之外，走了數十億光年的距離才到達地球。此次事件也因此被稱為羅瑞默爆發（Lorimer burst）。……【更多內容請閱讀科學月刊第650期】