• Home
  • astronomii detectează ritmul regulat al undelor radio, cu origini necunoscute

astronomii detectează ritmul regulat al undelor radio, cu origini necunoscute

o echipă de astronomi, inclusiv cercetători de la MIT, a detectat un ritm curios și repetat de explozii radio rapide care provin dintr-o sursă necunoscută din afara galaxiei noastre, la 500 de milioane de ani lumină distanță.

exploziile radio rapide, sau FRB-urile, sunt Flash-uri scurte și intense de unde radio despre care se crede că sunt produsul unor obiecte mici, îndepărtate, extrem de dense, deși exact ceea ce ar putea fi acele obiecte este un mister de lungă durată în astrofizică. FRB-urile durează de obicei câteva milisecunde, timp în care pot eclipsa galaxii întregi.

de când a fost observat primul FRB în 2007, astronomii au catalogat peste 100 de explozii radio rapide din surse îndepărtate împrăștiate în univers, în afara galaxiei noastre. În cea mai mare parte, aceste detectări au fost unice, clipind scurt înainte de a dispărea în întregime. În câteva cazuri, astronomii au observat explozii radio rapide de mai multe ori din aceeași sursă, deși fără un model perceptibil.

această nouă sursă FRB, pe care echipa a catalogat-o ca FRB 180916.J0158 + 65, este primul care produce un model periodic sau ciclic de explozii radio rapide. Modelul începe cu o fereastră zgomotoasă, de patru zile, în timpul căreia sursa emite explozii aleatorii de unde radio, urmată de o perioadă de 12 zile de tăcere radio.

astronomii au observat că acest model de 16 zile de explozii radio rapide a reapărut în mod constant peste 500 de zile de observații.

„acest FRB pe care îl raportăm acum este ca un ceas”, spune Kiyoshi Masui, profesor asistent de fizică la Institutul Kavli pentru Astrofizică și Cercetare Spațială al MIT. „Este modelul cel mai definitiv pe care l-am văzut dintr-una dintre aceste surse. Și este un mare indiciu pe care îl putem folosi pentru a începe să căutăm fizica a ceea ce cauzează aceste sclipiri strălucitoare, pe care nimeni nu le înțelege cu adevărat.”

Masui este membru al colaborării CHIME/FRB, un grup de peste 50 de oameni de știință condus de Universitatea din British Columbia, Universitatea McGill, Universitatea din Toronto și Consiliul Național de cercetare din Canada, care operează și analizează datele din experimentul canadian de cartografiere a intensității hidrogenului sau CHIME, un telescop radio din Columbia Britanică care a fost primul care a detectat semnale ale noii surse periodice FRB.

colaborarea CHIME/FRB a publicat astăzi detaliile noii observații în revista Nature.

o vizualizare radio

în 2017, CHIME a fost ridicat la Dominion Radio Astrophysical Observatory din British Columbia, unde a început rapid să detecteze explozii radio rapide din galaxii din univers, la miliarde de ani lumină de pământ.

CHIME este format din patru antene mari, fiecare cu dimensiunea și forma unei jumătăți de țeavă de snowboarding și este proiectată fără piese în mișcare. În loc să se rotească pentru a se concentra pe diferite părți ale cerului, CHIME se uită fix la întregul cer, folosind procesarea semnalului digital pentru a identifica regiunea spațiului în care provin undele radio primite.

din septembrie 2018 până în februarie 2020, CHIME a selectat 38 de explozii radio rapide dintr-o singură sursă, FRB 180916.J0158 + 65, pe care astronomii l-au urmărit într-o regiune care bate stele la marginea unei galaxii spirale masive, la 500 de milioane de ani lumină de pământ. Sursa este cea mai activă sursă FRB pe care CHIME a detectat-o încă și până de curând a fost cea mai apropiată sursă FRB de pământ.

pe măsură ce cercetătorii au trasat fiecare dintre cele 38 de explozii în timp, a început să apară un model: una sau două explozii ar avea loc pe parcursul a patru zile, urmate de o perioadă de 12 zile fără explozii, după care modelul S-ar repeta. Acest ciclu de 16 zile a avut loc din nou și din nou în cele 500 de zile în care au observat sursa.

„aceste explozii periodice sunt ceva ce nu am mai văzut până acum și este un fenomen nou în astrofizică”, spune Masui.

Circling scenarii

exact ceea ce fenomen se află în spatele acestui nou ritm extragalactic este o mare necunoscută, deși echipa explorează unele idei în noua lor lucrare. O posibilitate este ca exploziile periodice să provină de la un singur obiect compact, cum ar fi o stea neutronică, care se învârte și se învârte — un fenomen astrofizic cunoscut sub numele de precesie. Presupunând că undele radio provin dintr-o locație fixă a obiectului, dacă obiectul se rotește de-a lungul unei axe și acea axă este îndreptată doar spre direcția Pământului la fiecare patru din 16 zile, atunci am observa undele radio ca explozii periodice.

o altă posibilitate implică un sistem binar, cum ar fi o stea neutronică care orbitează o altă stea neutronică sau o gaură neagră. Dacă prima stea neutronică emite unde radio și se află pe o orbită excentrică care o apropie pe scurt de al doilea obiect, mareele dintre cele două obiecte ar putea fi suficient de puternice pentru a determina prima stea neutronică să se deformeze și să izbucnească scurt înainte de a se îndepărta. Acest model se va repeta atunci când steaua neutronică se va întoarce de-a lungul orbitei sale.

cercetătorii au considerat un al treilea scenariu, care implică o sursă de emisie radio care înconjoară o stea centrală. Dacă steaua emite un vânt sau un nor de gaz, atunci de fiecare dată când sursa trece prin nor, gazul din nor ar putea mări periodic emisiile radio ale sursei.

„poate că sursa emite întotdeauna aceste explozii, dar le vedem doar atunci când trece prin acești nori, deoarece norii acționează ca o lentilă”, spune Masui.

poate cea mai interesantă posibilitate este ideea că acest nou FRB, și chiar și cele care nu sunt periodice sau chiar repetate, pot proveni de la magnetari — un tip de stea neutronică despre care se crede că are un câmp magnetic extrem de puternic. Detaliile magnetarilor sunt încă un pic de mister, dar astronomii au observat că eliberează ocazional cantități masive de radiații în spectrul electromagnetic, inclusiv energie în banda radio.

„oamenii au lucrat la modul de a face acești magnetari să emită explozii radio rapide, iar această periodicitate pe care am observat-o de atunci a fost elaborată în aceste modele pentru a afla cum se potrivesc toate acestea”, spune Masui.

foarte recent, același grup a făcut o nouă observație care susține ideea că magnetarii pot fi de fapt o sursă viabilă pentru explozii radio rapide. La sfârșitul lunii aprilie, CHIME a recepționat un semnal care arăta ca o explozie radio rapidă, provenind de la un magnetar în flăcări, la aproximativ 30.000 de ani lumină de pământ. Dacă semnalul este confirmat, acesta ar fi primul FRB detectat în propria noastră galaxie, precum și cea mai convingătoare dovadă a magnetarilor ca sursă a acestor scântei cosmice misterioase.

Leave A Comment