Астрономите откриват редовен ритъм на радиовълни с неизвестен произход.

Открит е модел на повтарящи се радио взривове. Сигналът идва от 500 милиона светлинни години.

 

Дата: 17 юни 2020 г.

Източник: Масачузетски институт по технологии

Екип от астрономи се е заел с любопитен, повтарящ се ритъм на бързи радио взривове, излъчвани от неизвестен източник извън нашата галактика, на 500 милиона светлинни години.


РЕКЛАМА:

***

 

Екип от астрономи, включително изследователи от MIT, се е заел с любопитен, повтарящ се ритъм на бързи радио взривове, излъчвани от неизвестен източник извън нашата галактика, на 500 милиона светлинни години. 

Бързите радио взривове или FRB (fast radio burst) са кратки, интензивни проблясъци на радиовълни, за които се смята, че са продукт на малки, далечни, изключително плътни обекти, макар точно това, което може да бъде тези обекти, е дългогодишна загадка в астрофизиката. FRB обикновено траят няколко милисекунди, през което време те могат да засенчат цели галактики.

Откакто първата FRB беше наблюдавана през 2007 г., астрономите са регистрирали над 100 бързи радио взривове от далечни източници, разпръснати из Вселената, извън нашата собствена галактика. В по-голямата си част тези открития бяха еднократни, мигащи за кратко, преди да изчезнат изцяло. В някои от случаите астрономите наблюдават бързи радио взривове повтарящи се многократно от един и същи източник, макар и без видим модел.

Този нов източник на FRB, който екипът е каталогизирал като FRB 180916.J0158 + 65, е първият, който произвежда периодичен или цикличен модел на бързи радио взривове. Моделът започва с шумен, четиридневен прозорец, по време на който източникът излъчва произволни взривове на радиовълни, последвани от 12-дневен период на радио мълчание. 

След продължително наблюдение астрономите забелязаха, че този 16-дневен модел на бързи радио взривове се появява последователно в продължение на 500 дни. „Този ​​FRB, за който отчитаме сега, е като часовник“, казва Кийоши Масуи, доцент по физика в Института за астрофизика и космически изследвания на MIT (Massachusetts Institute of Technology/Масачузетският технологичен институт). „Това е най-категоричният модел, който сме виждали от тези източници. И това е голяма насока, която можем да използваме, за да започнем да преследваме физиката на това, което причинява тези ярки проблясъци, които никой всъщност не разбира.“

Масуи е член на сътрудничеството CHIME / FRB, група от повече от 50 учени, ръководени от Университета на Британска Колумбия, Макгилския университет, Университета на Торонто и Националния съвет за научни изследвания на Канада, който оперира и анализира данните от канадския Водороден експеримент за картографиране на интензивността или CHIME, радио телескоп в Британска Колумбия, който е първият, който вдига сигнали от новия периодичен източник на FRB.

Сътрудничеството CHIME / FRB публикува подробностите на новото наблюдение днес в списание Nature.

 

Радио изглед

През 2017 г. CHIME е повишен в Астрофизичната обсерватория на Радио Доминион в Британска Колумбия, където бързо започва да открива бързи радио взривове от галактики из Вселената, на милиарди светлинни години от Земята.

CHIME се състои от четири големи антени, всяка с размер и форма на сноуборд полутръба и е проектирана без движещи се части. Вместо да се върти, за да се съсредоточи върху различни части на небето, CHIME се взира неподвижно в цялото небе, използвайки цифрова обработка на сигнали, за да определи точно областта на пространството, откъдето произхождат входящите радиовълни.

От септември 2018 г. до февруари 2020 г. CHIME е избрал 38 бързи радио взрива от един източник, FRB 180916.J0158 + 65, които астрономите проследяват до звездоносен регион в покрайнините на масивна спирална галактика, на 500 милиона светлинни години от Земята. Източникът е най-активният източник на FRB, който CHIME все още е открил и доскоро беше най-близкият източник на FRB до Земята.

Докато изследователите отбележат всеки от 38 взривове във времето, започва да се появява модел: Един или два взрива се случват за четири дни, последвани от 12-дневен период без никакви взривове, след което схемата се повтаря. Този 16-дневен цикъл се появява отново и отново през 500-те дни, в които те наблюдават източника.

„Тези периодични взривове са нещо, което никога не сме виждали досега. Това е ново явление в астрофизиката“, казва Масуи.

 

Сценарии за кръгообращение

Кое явление стои зад този нов екстрагалактичен ритъм е голяма мистерия, въпреки че екипът изследва някои идеи в новата си статия. Една от възможностите е периодичните взривове да идват от един компактен обект, като неутронна звезда, това е едновременно въртене и потрепване – астрофизичен феномен, известен като прецесия. Ако приемем, че радиовълните се излъчват от фиксирано място на обекта, ако обектът се върти по оста и тази ос е насочена само към посоката на Земята на всеки четири от 16 дни, тогава ние ще наблюдаваме радиовълните като периодични взривове.

Другата възможност включва двоична система, като неутронна звезда, обикаляща около друга неутронна звезда или черна дупка. Ако първата неутронна звезда излъчва радиовълни и е на ексцентрична орбита, която за кратко я приближава до втория обект, потоците между двата обекта биха могли да бъдат достатъчно силни, за да причинят първата неутронна звезда да се деформира и да се спука за кратко, преди да се люлее. Този модел ще се повтори, когато неутронната звезда се завърти обратно по своята орбита.

Изследователите обмислиха и трети сценарий, включващ радио излъчващ източник, който обикаля централна звезда. Ако звездата излъчва вятър или облак газ, тогава всеки път, когато източникът преминава през облака, газът от облака може периодично да увеличава радио излъчванията на източника.

„Може би източникът винаги излъчва тези взриваве, но ние ги виждаме само когато минава през тези облаци, защото облаците действат като обектив“, казва Масуи.

Може би най-вълнуващата възможност е идеята, че тази нова FRB и дори тези, които не са периодични или дори повтарящи се, могат да произхождат от magnetars – вид неутронна звезда, за която се смята, че има изключително мощно магнитно поле. Данните за magnetars все още са загадка, но астрономите забелязват, че понякога те отделят огромни количества радиация в електромагнитния спектър, включително енергия в радиочестотната лента.

„Хората работят над това как да накарат тези магнити да излъчват бързи радио взривове и тази периодичност, която наблюдаваме, оттогава се разработва в тези модели, за да разберем как всичко това се вписва заедно“, казва Масуи.

Съвсем наскоро същата група направи ново наблюдение, което подкрепя идеята, че magnetars всъщност могат да бъдат жизнеспособен източник за бързи радио взривове. В края на април CHIME забеляза сигнал, който е наподобявал бърз радио взрив, идващ от изгарящ magnetars, на около 30 000 светлинни години от Земята. Ако сигналът бъде потвърден, това ще бъде първата FRB, открита в нашата собствена галактика, както и най-убедителните доказателства за magnetars като източник на тези мистериозни космически взривове.

История:

Материали, предоставени от Масачузетския технологичен институт. Оригинално написано от Дженифър Чу. 
Забележка: Съдържанието може да се редактира за стил и дължина.

 

Справка в списанието :

Амири, М., Андерсен, Б., Бандура, К. и др. Периодична активност от източник на бързо радио спукване . Природа , 2020 DOI: 10.1038 / s41586-020-2398-2

 

Източник:

Превод: Димитрина Жечева Мирчева 
https://www.sciencedaily.com/

 


Европейска нощ на учените 2022 г.: