快速射电暴（Fast Radio Burst, FRB）是持续时间在毫秒量级的射电波段的高能瞬变信号，其特点是爆发时间短、能量高。 2007年，美国西弗吉尼亚大学的Duncan Lorimer等人发现了第一个FRB，到现在已经有100多个FRB被探测到了，但产生这种信号的物理机制目前还没有明确论断。

　　由于射电信号在等离子体中传播存在色散，导致不同频率的FRB信号到达地球的时间是有差异的，而对色散量的测量显示FRB是来自银河系外（河外）的，甚至是宇宙学距离（几亿光年）上的射电源。对几个FRB寄主星系的成功定位也证实了这一点，而且FRB是非常理想的点源，事件发生率高，信号持续时间短，这些特点都使得FRB成为一种强大的研究宇宙学的探针：这么短时间释放如此高能量，说明这是宇宙中十分极端的物理事件。美国哥伦比亚大学的天体物理学家布莱恩？梅策格尔认为：快速射电暴可能是中子星合并的结果。如果是中子星合并，那么就会同时产生引力波。如果发生在可探测引力波的距离—银河系内，会对我们地球的无线电通讯造成巨大甚至破坏性影响。

　　迄今为止发现的大多数FRB都是单峰的，也有少数FRB呈现出多峰轮廓（或称重复快速射电暴），产生这种现象的原因尚不清楚，究竟是多次爆发还是有另外物理机制导致的，众说纷纭。

　　近期，中国科学院紫金山天文台星系宇宙学和暗能量研究团组的科研人员从引力透镜的角度出发，通过数值模拟证明了点质量透镜模型和点质量加外部剪切透镜模型都可以产生单峰FRB信号的两个像，导致双峰轮廓的出现。也就是说引力透镜可以为FRB双峰轮廓的出现提供一种可能的解释，而且只需要光路上FRB的前景有点质量天体，就自然地存在这种可能性。特别是对于点质量透镜模型，它产生的双峰信号前峰总是比后峰高，而点质量加外部剪切透镜模型可以将这个情况反转，即产生比前峰高的后峰。研究人员还发现，对于点质量透镜模型，透镜天体质量M和红移z_l的乘积组合M（1+z_l），可以直接由两个观测值：前后峰的时间延迟Δt和流量比R计算出来，而对于点质量加外部剪切透镜模型，可以对M(1+z_l)的范围做出一些限制，研究人员分别以FRB121002和FRB130729这两个双峰FRB的Δt和R的观测值作为参考（图1，2），使用中国科学院紫金山天文台的“宇宙学数值模拟数据库”中的光线追踪引力透镜数据子库完成了模型的建立和有效性检验，并最终将模型运用到观测数据，阐明了这个过程，为限制透镜天体的质量提供了一种新颖的方法。

图1，左：以FRB130729的观测量为参考的M(1+z_l)和外部剪切关系，以及当外部剪切为0.01时对透镜天体质量做出的限制，右：点质量加外部剪切透镜模型给出的流量比和时间延迟关系，以及FRB130729的观测量对应的位置。（Chen et al. 2021）

图2，左：以FRB121002的观测量为参考的M(1+z_l)和外部剪切关系，以及当外部剪切为0.01时对透镜天体质量做出的限制，右：点质量加外部剪切透镜模型给出的流量比和时间延迟关系，以及FRB121002的观测量对应的位置。（Chen et al. 2021）

　　该研究成果已发表在《The Astrophysical Journal》杂志上，第一作者为紫金山天文台博士研究生陈雪纯，导师为紫金山天文台星系宇宙学和暗能量研究团组李国亮研究员，该工作得到了国家自然科学基金NSFC和国家基础学科公共科学数据中心（National Basic Science Data Center，NBSDC)中的宇宙学数值模拟数据库（Cosmology simulation database，CSD) 等的支持。

　　文章链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/abf119