Sifat letusan radio kosmik yang tidak diketahui

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Salah satu fenomena kosmik yang paling misteri ialah letupan radio yang pantas. Ini adalah isyarat radio berdurasi pendek beberapa milisaat yang tidak diketahui sifatnya, hasil daripada pembebasan sejumlah besar tenaga. Lebih sedekad telah berlalu sejak penemuan mereka, tetapi ahli astrofizik masih cuba memikirkan mekanisme kejadian mereka. Para penyelidik memetik bintang neutron, lubang hitam, dan juga pemancar tamadun asing sebagai sumber yang mungkin.

Isyarat misteri

Dengan letupan radio yang pantas, dalam milisaat, sebanyak tenaga yang dilepaskan seperti yang telah dipancarkan Matahari selama beberapa puluh ribu tahun. Hipotesis utama adalah bahawa ia disebabkan oleh peristiwa malapetaka, seperti penggabungan dua bintang neutron, kilat daripada penyejatan lubang hitam, atau perubahan pulsar menjadi lubang hitam. Untuk masa yang lama, dipercayai bahawa letusan radio boleh berlaku sekali sahaja, tetapi pada tahun 2015 didapati bahawa letusan radio pantas yang direkodkan sebelum ini FRB 121102 diulang secara tidak berkala.

FRB 121102 terletak di galaksi kerdil tiga bilion tahun cahaya dari Bumi, dan selama beberapa tahun kekal sebagai satu-satunya sumber letusan radio berulang yang diketahui, walaupun carian teliti dilakukan. Walau bagaimanapun, pada Januari 2019, artikel oleh saintis dari kerjasama Kanada CHIME muncul dalam jurnal Nature, di mana ia dilaporkan mengenai pendaftaran semula isyarat dari sumber lain - 180814. J0422 + 73. Teleskop radio interferometrik CHIME (Eksperimen Pemetaan Intensiti Hidrogen Kanada) telah merekodkan enam letusan radio pantas yang datang dari galaksi 1.3 bilion tahun cahaya jauhnya.

Isyarat dalam struktur frekuensi dan ciri spektrumnya menyerupai isyarat dari FRB 121102, yang menunjukkan mekanisme serupa pembentukannya dan sifat sumber yang sama. Penemuan itu menunjukkan kewujudan jenis letusan radio pantas yang berasingan, yang tidak boleh disebabkan oleh peristiwa bencana dengan tepat kerana berulangnya.

Galaksi senyap

Pada Ogos 2019, pasukan saintis antarabangsa mula-mula mengenal pasti sumber satu radio cepat pecah FRB 180924, yang berasal dari galaksi empat bilion tahun cahaya jauhnya.

Menggunakan interferometer radio ASKAP yang terletak di Australia, ahli astronomi menentukan lokasi sumber FRB, dan kemudian mengira jarak ke sana dengan menganalisis data daripada teleskop berasaskan tanah optik Gemini, Keck dan VLT. Ternyata suar radio berlaku di galaksi besar sebesar Bima Sakti, 13 ribu tahun cahaya dari pusatnya. Ciri ciri galaksi ialah ketiadaan proses untuk kelahiran bintang baru.

Ini berbeza dengan isyarat berulang FRB 121102, yang terletak di kawasan pembentukan bintang aktif. Oleh itu, letusan radio pantas tunggal dan berulang mesti mempunyai asal yang berbeza. Dalam kes FRB 121102, isyarat radio kelihatan melalui medan magnet yang kuat di sekeliling magnetar, sejenis bintang neutron khas.

Tidak lama kemudian, ahli astronomi di Institut Teknologi California di Amerika Syarikat melaporkan penemuan satu lagi letupan radio pantas FRB 190523, yang juga berlaku dalam persekitaran yang agak tenang - dalam galaksi yang serupa dengan Bima Sakti dan berjarak 7.9 bilion tahun cahaya. daripada Bumi.

Kedua-dua penemuan ini menafikan bahawa letusan radio pantas boleh berlaku hanya pada galaksi kerdil muda yang mengandungi sejumlah besar magnetar.

Lapan kembar

Pada Ogos 2019, artikel oleh CHIME kerjasama Kanada muncul dalam repositori pracetak arXiv.org, yang melaporkan pengesanan lapan isyarat radio berulang. Dua sumber isyarat radio - FRB 180916 dan FRB 181119 - berkelip lebih daripada dua kali (masing-masing sepuluh dan tiga kali), selebihnya menghantar isyarat radio berulang sekali sahaja, dengan jeda paling lama antara merakam gelombang radio ialah 20 jam. Menurut penyelidik, ini mungkin menunjukkan bahawa banyak FRB sebenarnya berulang, tetapi ada yang lebih aktif daripada yang lain.

Kebanyakan daripada lapan letusan radio pantas baharu menunjukkan penurunan frekuensi isyarat dengan setiap letusan berulang, yang mungkin menjadi kunci untuk memahami mekanisme yang menghasilkan fenomena ini. Selain itu, FRB 180916 mempunyai kadar serakan isyarat yang paling rendah, menunjukkan kedekatan relatif sumber dengan Bumi. Ia juga boleh membantu menentukan sifat letusan radio, para penyelidik membuat kesimpulan.

bintang neraka

Pada penghujung musim panas 2019, saintis di Pusat Radioastrofizik Kebangsaan di India melaporkan bahawa magnetar masih merupakan salah satu sumber yang paling berkemungkinan untuk letusan radio pantas (sekurang-kurangnya berulang).

Magnet anomali XTE J1810-197 telah diperhatikan dengan Teleskop Radio Giant Metrewave. Denyutan milisaat bagi pancaran radio telah direkodkan, menyerupai kilatan daripada pengulangan FRB 180814. J0422 + 73.

Magnetar ini terletak 10 ribu tahun cahaya dari Bumi. Ia ditemui pada tahun 2003 dan secara beransur-ansur berhenti memancarkan pelepasan radio pada tahun 2008. Walau bagaimanapun, pada tahun 2018, wabak baru berlaku padanya, yang juga beransur-ansur mula pudar. Menariknya, magnetar biasanya tidak mengeluarkan pancaran radio, dan XTE J1810-197 merupakan sumber pertama pancaran radio jenis ini. Kelangkaan objek ini, seperti letupan radio yang berulang, telah menyebabkan saintis percaya bahawa kedua-dua fenomena mungkin berkaitan antara satu sama lain.

lubang bising

Pada September 2019, ahli astronomi China melaporkan bahawa mereka telah mengesan letupan radio berulang pantas (FRB) baharu daripada FRB 121102. Isyarat itu dikesan dengan teleskop radio FAST 500 meter dengan penerima 19 pancaran di wilayah Guizhou. Dari penghujung Ogos hingga September, lebih 100 lonjakan direkodkan, yang merupakan nombor rekod di kalangan semua FRB yang direkodkan.

Pada masa itu, saintis mula menganggap bahawa FRB 121102 adalah lubang hitam supermasif yang melebihi jisim Matahari sebanyak 10-100 juta kali dan menghasilkan medan magnet yang kuat, dan bintang neutron atau plasma yang terjejas oleh lubang itu boleh menjadi langsung. sumber suar. Penjelasan lain yang mungkin ialah FRB 121102 ialah plerion bermagnet, nebula yang didorong oleh angin bintang dari pulsar.

Walaupun letusan radio pantas masih tidak dapat dijelaskan setakat ini, banyak data telah dibentangkan kepada komuniti saintifik pada tahun 2019 yang membawa ahli astronomi lebih dekat dengan penyelesaian itu. Ternyata FRB boleh diulang, dan mereka mungkin melakukannya dengan kerap. Dalam kes ini, ia dihasilkan oleh objek yang agak eksotik seperti bintang neutron (pulsar dan magnetar), yang terletak dalam medium antara bintang yang sesuai. Letusan tunggal berlaku dalam keadaan kurang gelora: galaksi di mana pembentukan bintang sangat perlahan. Fenomena sedemikian, kemungkinan besar, benar-benar berlaku disebabkan oleh proses bencana.