Rychlý rádiový výbuch se opakuje v přesně definovaném vzoru a vědci nechápou proč

Rychlý rádiový výbuch se opakuje v přesně definovaném vzoru a vědci nechápou proč
Rychlý rádiový výbuch se opakuje v přesně definovaném vzoru a vědci nechápou proč
Anonim

S novými radiovými pozorováními astronomové vyloučili hlavní vysvětlení cyklické podstaty obzvláště zajímavého opakujícího se kosmického signálu.

Mluvíme o signálu FRB 20180916B, který se opakuje v intervalech 16, 35 dnů. Podle současných hypotéz to může být výsledek interakcí mezi těsně rotujícími hvězdami; nové detekce - které zahrnují pozorování rychlých rádiových impulzů (FRB) na nejnižších frekvencích - však pro takový binární systém nedávají smysl.

"Očekávalo se, že silné hvězdné větry ze satelitního zdroje s rychlým rádiovým výbuchem umožní většinu modré, krátkovlnné rádiové emise opustit systém. Ale červenější, dlouhovlnné rádio by mělo být blokováno více nebo dokonce úplně," říká astrofyzička Ines Pastor-Marazuela z University of Amsterdam a ASTRON v Nizozemsku.

Stávající binární větrné modely předpovídaly, že by záblesky měly svítit pouze modře, nebo by tam alespoň měly vydržet mnohem déle. Ale viděli jsme dva dny více modrých rádiových záblesků a poté tři dny červenějších radiových záblesků. Nyní vylučujeme původní modely - mělo by tam být něco jiného “.

Rychlé rádiové výbuchy jsou jednou z nejzajímavějších záhad vesmíru. Jedná se o extrémně krátké záblesky velmi silných rádiových vln krátké délky - trvající pouze milisekundu, během nichž se uvolní tolik energie jako 500 milionů Sluncí. Většina objevených zdrojů FRB byla viděna pouze jednou, což je nepředvídatelné a obtížně studovatelné.

Bylo znovu objeveno několik zdrojů FRB, i když většina z nich tak činila nepravidelně. FRB 20180916B je jednou ze dvou výjimek, které se opakují ve smyčce, což z něj činí vynikající příklad pro zkoumání těchto záhadných událostí.

V loňském roce vědci také obdrželi důležité informace o tom, co by mohlo způsobovat FRB, první takový signál, který byl kdy nalezen uvnitř Mléčné dráhy. Byl vyhozen magnetarem, typem neutronové hvězdy se šíleně silným magnetickým polem.

To ale neznamená, že je případ zcela vyřešen. Nevíme, proč se některé FRB opakují a jiné například ne a proč při opakování FRB byla periodicita zjištěna jen výjimečně.

Když bylo zjištěno, že se FRB 20180916B opakuje v cyklech, jedním z hlavních vysvětlení bylo, že neutronová hvězda, která vyzařovala výbuch, byla v binárním systému s oběžnou dráhou 16,35 dne. Pokud by tomu tak bylo, pak by se nižší frekvence a delší rádiové vlny musely měnit pod vlivem nabitého větru částic obklopujících binární systém.

Pastor -Marazuela a její kolegové použili pro simultánní pozorování FRB dva dalekohledy - radioteleskop Low Frequency Array (LOFAR) a Westerbork Synthesizing Radio Telescope, který se nachází v Nizozemsku. Když analyzovali data, našli v datech LOFAR červenější vlnové délky - to znamená, že nemohly být přítomny binární větry, které by je blokovaly.

Stejně jako další nízkofrekvenční absorpční nebo rozptylové mechanismy, jako jsou hustá elektronová mračna.

„Skutečnost, že některé rychlé rádiové záblesky žijí v čistém prostředí relativně nezatíženém hustou elektronovou mlhou v hostitelské galaxii, je velmi zajímavá,“řekl astronom Liam Connor z University of Amsterdam a ASTRON.

„Takové čisté, rychlé rádiové výboje nám umožní najít nepolapitelnou baryonickou hmotu, která ve vesmíru zůstává nezvěstná.“

Pokud tedy binární vysvětlení nepřichází v úvahu, jaký by mohl být důvod periodicity?

Jedno vysvětlení, navržené v loňském roce, zahrnuje jeden předmět, například rotující magnetar nebo pulsar. Toto vysvětlení bylo považováno za horší pro data než binární vítr nabitých částic, protože tyto objekty mají oscilační rotaci, která vytváří periodicitu, a o žádném z nich není známo, že by kmital tak pomalu.

Ale poté, co byl binární vítr vyloučen z úvahy, díky pozorování LOFAR a Westerbork, pomalu oscilující magnetar začal být znovu zvažován. To naznačuje, že se máme stále co učit o magnetarech i FRB.

„Chování, které jsme zjistili, nejlépe vysvětluje izolovaný, pomalu se otáčející magnetar,“řekl Pastor-Marazuela.

„Je to velmi podobné detektivní práci - naše pozorování výrazně zúžilo rozsah možných vzorů rychlých rádiových výbuchů.“

Studie byla publikována v časopise Nature.

Doporučuje: