• Home
  • Astronomové odhalit pravidelný rytmus rádiové vlny, původ neznámý

Astronomové odhalit pravidelný rytmus rádiové vlny, původ neznámý

tým astronomů, včetně výzkumníci na MIT, se zvedl na zvědavý, opakování rytmu rychlé rádiové záblesky vycházející z neznámého zdroje mimo naši galaxii, 500 milionů světelných let daleko.

Rychlé rádiové záblesky, nebo FRBs, jsou krátké, intenzivní záblesky rádiových vln, které jsou považovány za produkt malé, vzdálené, extrémně husté objekty, i když přesně to, co ty objekty, možná je dlouholetou záhadu astrofyziky. FRB obvykle trvají několik milisekund, během této doby mohou zastínit celé galaxie.

Od prvního FRB byl zaznamenán v roce 2007, astronomové katalogizovali více než 100 rychlé rádiové záblesky ze vzdálených zdrojů rozptýlené po celém vesmíru, mimo naši galaxii. Z větší části, tyto detekce byly jednorázové, krátce blikaly, než úplně zmizely. V několika případech, astronomové pozorovali rychlé rádiové výbuchy několikrát ze stejného zdroje, i když bez rozpoznatelného vzoru.

tento nový zdroj FRB, který tým katalogizoval jako FRB 180916.J0158 + 65, je první, kdo vytváří periodický nebo cyklický vzor rychlých rádiových výbuchů. Vzor začíná hlučným čtyřdenním oknem, během kterého zdroj vydává náhodné výbuchy rádiových vln, po nichž následuje 12denní období rádiového ticha.

astronomové pozorovali, že tento 16-ti denní vzor rychlé rádiové záblesky reoccurred trvale přes 500 dní pozorování.

„tento FRB, který nyní hlásíme, je jako hodinky,“ říká Kiyoshi Masui, odborný asistent fyziky v Kavliho Institutu pro astrofyziku a kosmický výzkum MIT. „Je to nejvíce definitivní vzor, který jsme viděli z jednoho z těchto zdrojů. A to je velké vodítko, které můžeme použít k zahájení lovu dolů fyzika, co způsobuje tyto jasné záblesky, což nikdo moc nechápe.“

Masuimu je členem ZVONĚNÍ/FRB spolupráce, skupina více než 50 vědců pod vedením University of British Columbia, McGill University, University of Toronto, a Národní Rady pro Výzkum z Kanady, který pracuje a analyzuje data z Kanadské Vodíku Intenzita Mapování Experiment, nebo CHIME, radioteleskop v Britské Kolumbii, který byl první, aby vyzvednout signály z nové pravidelné FRB zdroj.

spolupráce CHIME/FRB zveřejnila podrobnosti o novém pozorování dnes v časopise Nature.

rádio zobrazení

V roce 2017, ZVONKOHRA byla postavena na Dominion Radio Astrophysical Observatory v Britské Kolumbii, kde se rychle začali odhalovat rychlé rádiové záblesky z galaxií v celém vesmíru, miliardy světelných let od Země.

CHIME se skládá ze čtyř velkých antén, z nichž každá má velikost a tvar snowboardové poloviny trubky a je navržena bez pohyblivých částí. Spíše než otáčení se zaměřit na různé části oblohy, CHIME zírá upřeně se na celé obloze, pomocí digitálního zpracování signálu přesně určit oblasti vesmíru, kde příchozí rádiové vlny jsou původní.

od září 2018 do února 2020 vybral CHIME 38 rychlých rádiových výbojů z jediného zdroje, FRB 180916.J0158 + 65, kterou astronomové vysledovali do oblasti vířící hvězdy na okraji masivní spirální galaxie, 500 milionů světelných let od země. Zdroj je nejaktivnější zdroj FRB, který CHIME dosud detekoval, a donedávna to byl nejbližší zdroj FRB na Zemi.

Jak vědci vynesou každý z 38 praskne v průběhu času, se vynořil model: Jednu nebo dvě dávky by vyskytují během čtyř dnů, následuje 12-denní období bez jakékoliv výbuchy, po kterých by vzor opakovat. Tento 16denní cyklus se objevil znovu a znovu během 500 dnů, kdy pozorovali zdroj.

„tyto periodické výbuchy jsou něco, co jsme nikdy předtím neviděli, a je to nový fenomén v astrofyzice,“ říká Masui.

Krouží scénáře

Přesně vědět, jaký fenomén je za této nové extragalaktických rytmus je velká neznámá, i když tým zkoumá některé nápady v jejich nový papír. Jedna možnost je, že periodické výbuchy mohou být z jedné kompaktní objekt, jako jsou neutronové hvězdy, které se oba točí a viklání — astrofyzikální jev známý jako precese. Za předpokladu, že rádiové vlny přicházejí z pevné umístění na objektu, pokud je objekt se otáčí podél osy a to osy je pouze ukázal směrem k směru Zemského každé čtyři ze 16 dní, pak bychom pozorovat rádiové vlny jako pravidelné výbuchy.

další možnost zahrnuje binární systém, jako je neutronová hvězda obíhající kolem jiné neutronové hvězdy nebo černé díry. Pokud první neutronová hvězda vyzařuje rádiové vlny, a je na výstřední oběžné dráze, které stručně přiblíží na druhý objekt, přílivy mezi dvěma objekty, by mohl být dost silný, aby způsobit první neutronová hvězda deformovat a praskla krátce před tím, než houpačky pryč. Tento vzorec by se opakoval, když se neutronová hvězda otočí zpět po své oběžné dráze.

vědci zvažovali třetí scénář zahrnující rádiový zdroj, který obíhá centrální hvězdu. Pokud hvězda vydává vítr nebo oblak plynu, pak pokaždé, když zdroj prochází mrakem, plyn z oblaku by mohl periodicky zvětšovat rádiové emise zdroje.

„možná zdroj tyto výbuchy vždy vydává, ale vidíme je pouze tehdy, když prochází těmito mraky, protože mraky fungují jako čočka,“ říká Masui.

Možná nejvíce vzrušující možnost je myšlenka, že tento nový FRB, a to i těch, které nejsou pravidelné, nebo dokonce opakovat, může pocházet z magnetary — typ neutronové hvězdy, která je myšlenka mít velmi silné magnetické pole. Údaje o magnetary jsou stále trochu záhadou, ale astronomové zjistili, že se občas uvolní obrovské množství záření celého elektromagnetického spektra, včetně energie v rádiové pásmo.

„Lidé pracovali na tom, jak, aby se tyto magnetary vydávat rychlé rádiové záblesky, a to periodicitu jsme pozorovali od té doby pracoval do těchto modelů zjistit, jak to do sebe všechno zapadá,“ Masuimu říká.

velmi nedávno stejná skupina učinila nové pozorování, které podporuje myšlenku, že magnetary mohou být ve skutečnosti životaschopným zdrojem rychlých rádiových výbuchů. Na konci dubna CHIME zachytil signál, který vypadal jako rychlý rádiový výbuch, přicházející z hořícího magnetaru, asi 30 000 světelných let od země. Pokud bude signál potvrzen, bude to první FRB detekovaný v naší vlastní galaxii, stejně jako nejpřesvědčivější důkaz magnetarů jako zdroje těchto tajemných kosmických jisker.