快速射电暴的观测频率再创新低？
当前针对快速射电暴（FRB）的搜索主要是在L波段进行的，比如已探测事件数量最多的Parkes望远镜与ASKAP阵列都是如此。原本以为CHIME在400-800 MHz的较低频段开展搜索已属空前，谁料就在去年年底，俄罗斯Pushchino射电天文台的V. A. Fedorova与A. E. Rodin报告称，他们在Lebedev物理研究所大型扫描天线的111 MHz存档数据中也找到了疑似FRB的身影。
像不少俄罗斯天文仪器一样，这架大型扫描天线（Large Scanning Antenna，简称LSA）之前也是鲜有报道，偏偏本文写成之时，其官方网站还处在故障中，访问不能。根据论文中的介绍，这架天线是一台子午仪式望远镜，号称世界上最灵敏的米波仪器之一，总有效集光面积达47000平方米（远大于CHIME的总面积）。天线本身共有96个波束，只能固定工作，覆盖赤纬-9到42度（赤经范围时时变化）、总面积50平方度的天区。这样算来，每个源通过整个天线视场所需的时间在数分钟的级别。
大型扫描天线外景，看样子应该也是与UTMOST类似的柱状天线。
不过对于FRB搜索来说不太妙的是，LSA的中心观测频率是空前低的111 MHz，而且带宽很窄——只有2.5 MHz，这样的宽度对于连续谱源观测来说算不得好消息；系统温度也不低，取决于天空背景，高达550到3500开尔文不等，不过这一频率的观测仪器按国际惯例一般不制冷，天空连续谱辐射也相对更强，也罢。但实在悲催的是它的时间分辨率——100毫秒，如果拿它来解析持续时间只有数毫秒甚至更短的快速射电暴……天哪，这简直就是灾难！好在低频意味着脉冲因色散导致的致宽效应较明显，在LSA的工作频率内，典型FRB的色散量可导致高达秒级的时间延迟，如此粗糙的解析能力也还算是说得过去吧。
在正式处理观测数据之前，论文的两位作者首先考虑噪声、星际散射和色散等现象的存在，对LSA的单脉冲观测进行了模拟；随后用模拟结果与脉冲星的实测数据检验了3种脉冲搜索算法的性能——不同频谱通道的数据之间进行互相关操作、与多噪声脉冲互相关后再加和，以及与模板互相关后再补偿色散效应。实践表明，最后一种方法耗时虽然较长，但所得结果的信噪比最高，故而被用于实际的处理工作。
LSA接收到的单脉冲形态模拟，忽略那区区6个频谱通道吧，考虑天线的总观测带宽，其频谱分辨率已经不算太低了嗯。（图片来源：Fedorova & Rodin 2018）
文章的作者以0到3000秒差距每立方厘米的色散范围搜索了LSA在2012年7月到2018年5月的数据存档，但不知何故，这次发表的结果只涵盖了96个波束中的2个。最终他们找到了3个疑似FRB事件，2015、2016和2017年各一，色散量则介于247到1767秒差距每立方厘米之间。
在峰值流量方面，这3起事件倒还算正常，都是央斯基的级别。正是基于单脉冲与流量的特性，二位作者才判断它们很可能属于快速射电暴之列。但是由于低频段的展宽效应极强，这些疑似FRB的积分流量有些离谱，都超过了1000央斯基·毫秒——这比当前确定的流量冠军FRB 180110还要高好几倍。当然如果FRB的辐射谱像脉冲星那样从低频到高频流量递减，观测到这样的数据也是可能的。只是现有FRB理论对于辐射谱的莫衷一是，认为高频流量增加者有之，平谱乃至陡幂律谱者也有之，只能说按照现今的认知，LSA的探测还称不上无法解释就是了。
LSA的单脉冲事例之一，记录于2015年10月18日，上为扫频图，下为光变曲线图。（图片来源：Fedorova & Rodin 2018）
值得注意的是，LSA后两起事件的发生天区完全相同（只是色散相差5倍有余），但这架天线的分辨率也不足以为每个暴精细定位，它们究竟是否属于同一个辐射源的重复发作也无法下定论。而第一起事件的发生天区在误差允许范围内与重复暴FRB 121102一致，色散量也很接近，不排除它是该暴某次低频爆发的表现。
不过虽然Fedorova与Rodin的论文公布一周有余，FRB列表至今却并不承认这几个事件作为快速射电暴的身份，甚至连尚未得到确认的FRB都不算，这可能是因为事件持续时间的缘故。不过低频观测本身就存在精细的时变结构易被模糊的先天不足，不知倘或为低频望远镜配备时间与频谱分辨率都更高、进而有望将毫秒级脉冲辨认出来的后端设备，情况能有多少改善。而如果能够将某些低频单脉冲事件确认为快速射电暴，再结合早些时候的FRB高频探测，无疑将为此类现象的辐射机制理论带来重大进展。
