在国家自然科学基金项目（批准号：12425301）资助下，北京大学田晖教授团队利用“中国天眼”（FAST）首次探测到来自恒星黑子区域的毫秒级射电暴，为诊断恒星上的小尺度磁场结构提供了一种全新的方法。研究成果以“一颗红矮星上的超快漂移射电暴源自黑子（Starspots as the origin of ultrafast drifting radio bursts from an active M dwarf）”为题于2025年10月17日发表在《科学进展》（Science Advances）上，论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adw6116。
太阳黑子是太阳表面的强磁场区域，其它恒星也存在类似的黑子结构。一些活跃的红矮星上磁活动更加频繁、剧烈，甚至可能剥离周围行星的大气，改变行星的空间环境，从而影响其形成适宜生命存在的环境。直接测量黑子区的磁场是研究恒星磁活动起源的关键，但一直是学术界的难题。主流恒星磁场测量方法通常只能获取恒星整体的大尺度磁场信息，难以分辨局地的小尺度结构。
研究团队利用FAST观测，在一颗名为 AD Leo 的活跃红矮星上，探测到一种极为特殊的射电暴，其信号频率变化速度高达每秒 8 GHz（图），远远超过以往在类似恒星上观测到的任何射电暴频率漂移速率。他们发现，要产生如此快速的频率漂移，辐射源必须来自一个磁场强度高、位置非常接近恒星表面的区域。结合对恒星磁场模型的分析，他们排除了大尺度磁场的可能性，确定信号来自黑子上方的小尺度磁场结构。
这一发现表明，恒星黑子区域的磁活动能够将电子加速到极高能量，这些电子在磁场中做回旋运动产生独特的射电辐射。通过分析这些射电信号的“指纹”，我们可以直接探测恒星表面小尺度的磁场结构。这为研究恒星磁活动的起源、理解恒星复杂的磁场结构提供了一种全新的方法。
FAST的高灵敏度和超高时间、频率分辨率，是这项研究取得成功的关键。过去的恒星射电观测时间分辨率大多只有小时或分钟量级，很难捕捉到持续仅几毫秒的快速变化。FAST的观测把时间分辨率提升到了“亚毫秒”级，能像高速相机一样捕捉恒星射电辐射的细微瞬变。这种超高精度的观测对望远镜性能要求极高，目前世界上几乎没有其他设备能达到FAST的灵敏度。依托这一能力，研究团队开辟了利用FAST研究晚型恒星磁活动的新方向。
图 本次观测结果示意图，右上方为观测到的射电频谱