• Home
  • astronomen detecteren regelmatig ritme van radiogolven, met origins unknown

astronomen detecteren regelmatig ritme van radiogolven, met origins unknown

een team van astronomen, waaronder onderzoekers aan MIT, heeft een merkwaardig, zich herhalend ritme opgepikt van snelle radiogolven afkomstig van een onbekende bron buiten ons sterrenstelsel, 500 miljoen lichtjaar verderop.Fast radio bursts, of FRBs, zijn korte, intense flitsen van radiogolven waarvan wordt gedacht dat ze het product zijn van kleine, verre, extreem dichte objecten, hoewel wat die objecten precies zouden kunnen zijn een langdurig mysterie is in de astrofysica. FRB ‘ s duren meestal een paar milliseconden, gedurende welke tijd ze hele sterrenstelsels kunnen overtreffen.

sinds de eerste FRB werd waargenomen in 2007, hebben astronomen meer dan 100 snelle Radio-uitbarstingen gecatalogiseerd van verre bronnen verspreid over het heelal, buiten ons eigen sterrenstelsel. Voor het grootste deel waren deze detecties eenmalig, knipperden kort voordat ze volledig verdwenen. In een handvol gevallen, astronomen waargenomen snelle radio uitbarstingen meerdere malen uit dezelfde bron, maar zonder waarneembaar patroon.

deze nieuwe FRB bron, die het team heeft gecatalogiseerd als FRB 180916.J0158 + 65, is de eerste die een periodiek, of cyclisch patroon van snelle radio-uitbarstingen produceert. Het patroon begint met een luidruchtig venster van vier dagen, waarin de bron willekeurige uitbarstingen van radiogolven uitzendt, gevolgd door een periode van 12 dagen van radiostilte.

de astronomen merkten op dat dit 16-daagse patroon van snelle radio-uitbarstingen steeds opnieuw optrad gedurende 500 dagen waarnemingen.

“deze FRB die we nu rapporteren is als een uurwerk”, zegt Kiyoshi Masui, assistant professor of physics aan MIT ‘ s Kavli Institute for Astrophysics and Space Research. “Het is het meest definitieve patroon dat we hebben gezien van een van deze bronnen. Het is een grote aanwijzing die we kunnen gebruiken om de fysica te onderzoeken van wat deze heldere flitsen veroorzaakt, die niemand echt begrijpt.Masui is een lid van de Chime/FRB-samenwerking, een groep van meer dan 50 wetenschappers onder leiding van de Universiteit van British Columbia, McGill University, University of Toronto en de National Research Council of Canada, die de gegevens van het Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment, of CHIME, een radiotelescoop in Brits-Columbia exploiteert en analyseert.

de samenwerking CHIME / FRB heeft de details van de nieuwe waarneming vandaag gepubliceerd in het tijdschrift Nature.In 2017 werd CHIME opgericht bij het Dominion Radio Astrophysical Observatory in British Columbia, waar het al snel snelle Radio-uitbarstingen begon te detecteren van sterrenstelsels in het hele heelal, miljarden lichtjaren van de aarde.

CHIME bestaat uit vier grote antennes, elk ongeveer de grootte en vorm van een snowboarding halfpipe, en is ontworpen zonder bewegende delen. In plaats van te draaien om zich te concentreren op verschillende delen van de hemel, staart CHIME gefixeerd naar de hele hemel, met behulp van digitale signaalverwerking om het gebied van de ruimte te lokaliseren waar inkomende radiogolven vandaan komen.Van September 2018 tot februari 2020 koos CHIME 38 snelle radiouitbarstingen uit één enkele bron, FRB 180916.J0158 + 65, die de astronomen hebben getraceerd naar een ster-kolkende regio aan de rand van een massief spiraalstelsel, 500 miljoen lichtjaar van de aarde. De bron is de meest actieve FRB-bron die CHIME tot nu toe heeft gedetecteerd, en tot voor kort was het de FRB-bron die het dichtst bij de aarde stond.

naarmate de onderzoekers elk van de 38 uitbarstingen in de loop van de tijd in kaart brachten, begon er een patroon te ontstaan: één of twee uitbarstingen deden zich voor over vier dagen, gevolgd door een periode van twaalf dagen zonder uitbarstingen, waarna het patroon zich zou herhalen. Deze 16-daagse cyclus vond keer op keer plaats gedurende de 500 dagen dat ze de bron observeerden.”Deze periodieke uitbarstingen zijn iets dat we nog nooit eerder hebben gezien, en het is een nieuw fenomeen in de astrofysica,” zegt Masui.

Cirkelscenario ‘ s

welk fenomeen precies achter dit nieuwe extragalactische ritme schuilgaat is een grote onbekende, hoewel het team enkele ideeën in hun nieuwe paper verkent. Een mogelijkheid is dat de periodieke uitbarstingen afkomstig kunnen zijn van een enkel compact object, zoals een neutronenster, dat zowel ronddraait als wiebelt — een astrofysisch fenomeen dat precessie wordt genoemd. Ervan uitgaande dat de radiogolven afkomstig zijn van een vaste locatie op het object, als het object draait langs een as en die as is alleen gericht naar de richting van de aarde om de vier van de 16 dagen, dan zouden we de radiogolven observeren als periodieke uitbarstingen.

een andere mogelijkheid is een binair systeem, zoals een neutronenster die om een andere neutronenster of een zwart gat cirkelt. Als de eerste neutronenster radiogolven uitzendt en zich in een excentrische baan bevindt die hem kort bij het tweede object brengt, kan het getij tussen de twee objecten sterk genoeg zijn om ervoor te zorgen dat de eerste neutronenster kort vervormt en barst voordat hij wegzwaait. Dit patroon zou zich herhalen als de neutronenster terugdraait langs zijn baan.

de onderzoekers beschouwden een derde scenario, waarbij een bron van radio-straling een centrale ster omcirkelt. Als de ster een wind of gaswolk uitzendt, dan kan het gas uit de wolk, telkens als de bron door de wolk gaat, periodiek de radio-emissies van de bron vergroten.

” misschien geeft de bron altijd deze uitbarstingen af, maar we zien ze alleen als het door deze wolken gaat, omdat de wolken fungeren als een lens, ” zegt Masui.

misschien wel de meest opwindende mogelijkheid is het idee dat deze nieuwe FRB, en zelfs die welke niet periodiek of zelfs herhaald zijn, afkomstig kunnen zijn van magnetars — een type neutronenster waarvan men denkt dat het een extreem krachtig magnetisch veld heeft. De bijzonderheden van magnetars zijn nog steeds een beetje een mysterie, maar astronomen hebben opgemerkt dat ze af en toe enorme hoeveelheden straling vrijgeven over het elektromagnetische spectrum, inclusief energie in de radioband.

” mensen hebben gewerkt aan hoe deze magnetars snelle radio-uitbarstingen kunnen uitzenden, en deze periodiciteit die we hebben waargenomen is sindsdien in deze modellen verwerkt om erachter te komen hoe dit allemaal in elkaar past,” zegt Masui.

zeer onlangs deed dezelfde groep een nieuwe observatie die het idee ondersteunt dat magnetars in feite een levensvatbare bron kunnen zijn voor snelle radio-uitbarstingen. Eind April ving CHIME een signaal op dat leek op een snelle Radio-uitbarsting, afkomstig van een flakkerende magnetar, zo ‘ n 30.000 lichtjaar van de aarde. Als het signaal wordt bevestigd, zou dit de eerste FRB zijn die in ons eigen sterrenstelsel wordt gedetecteerd, evenals het meest overtuigende bewijs van magnetars als bron van deze mysterieuze kosmische vonken.

Leave A Comment