Бързо радиоизбухване: Проучванията разкриват подробности за произхода


Бележка на редактора: Регистрирайте се за научния бюлетин на Wonder Theory на CNN. Изследвайте вселената с новини за завладяващи открития, научни постижения и други.



CNN

Повече от 15 години след откриването на бързи радиоизбухвания, нови изследвания едновременно разкриха и задълбочиха мистерията на източниците на тези феномени в дълбокия космос.

Бързите радиоизбухвания, или FRB, са ярки, мощни емисии на радиовълни, вариращи от част от милисекунда до няколко милисекунди, всеки от които произвежда енергия, еквивалентна на годишното производство на слънцето.

Скорошни изследвания показват, че някои FRB произхождат от магнетари, които са неутронни звезди с изключително мощни магнитни полета. Открит е бърз радиоизбухване в Млечния път е свързано с магнетар, според проучване от 2020 г.

Но учените все още не са определили точно произхода на космологичните FRBs, които са много отдалечени на милиарди светлинни години. Това е затруднение, което накара международен екип от учени да види какво може да научи от наблюденията на близо 1900 изблици от активен източник на бързи радиоизбухвания извън нашата галактика, наречен FRB 20201124A, според изследване публикувано на 21 септември в списание Nature.

Илюстрация изобразява бърз радиоизбухване (не този, който е описан в новите проучвания).

Излъчванията, свързани с FRB 20201124A, са се появили за 82 часа в продължение на 54 дни през пролетта на 2021 г., което го прави един от най-активните известни бързи радиоизбухвания. Виждаше се през най-големия радиотелескоп в света – базираният в Китай сферичен радиотелескоп с петстотин метра апертура или FAST.

През първите 36 дни изследователският екип беше изненадан да види нередовни, кратковременни вариации на мярката за въртене на Фарадей, която измерва силата на магнитното поле и плътността на частиците в околностите на FRB 20201124A. По-голямата мярка на въртене означава, че магнитното поле в близост до източника на радиоизбухването е по-силно, по-плътно или и двете, а по-малката мярка означава обратното, каза Бинг Джан, съавтор на изследването и астрофизик, по имейл.

„Това не отразява началото на FRB (продължителността на живота)“, каза Джан, директор-основател на Центъра по астрофизика към Университета на Невада, Лас Вегас. „Източникът на FRB е там от дълго време, но през повечето време е бил латентен. От време на време се събужда (този път за 54 дни) и издава много изблици.

Мерките вървяха нагоре и надолу през този период от време, след което спряха през последните 18 дни преди FRB да отслабне – „което предполага, че силата и/или плътността на магнитното поле по линията на видимост в близост до източника на FRB варира с времето “, добави Джан. „Това предполага, че средата на източника на FRB се развива динамично, с бързо променящи се магнитни полета или плътност, или и двете.“

„Аз го приравнявам към заснемане на филм за обкръжението на източник на FRB и нашият филм разкри сложна, динамично развиваща се, магнетизирана среда, която никога не е била представяна преди“, каза Джан в съобщение за новините.

А физически модел че различен екип от изследователи, направен въз основа на наблюденията на FRB 20201124A, предполага, че FRB идва от двоична система на около 8480 светлинни години, съдържаща магнетар и Be звезда, звезда, която е по-гореща и по-голяма и се върти по-бързо от слънцето, според отделно проучване, публикувано на 21 септември в списанието Nature Communications.

Сложната, магнетизирана среда на радиоизбухването е в рамките на около една астрономическа единица (разстоянието между Земята и слънцето) от неговия източник, установиха изследователите.

Те също така откриха, че избухването произхожда от спирална галактика с преграда, която е богата на метал и подобна по размер на Млечния път, с помощта на 10-метровите телескопи Keck в Мауна Кеа, Хавай. Източникът на радиоизбухването се намира между спиралните ръкави на галактиката, където не се извършва значително звездообразуване, което прави по-малко вероятно произходът да е само магнетар, според съавтора на изследването на Nature Субо Донг, доцент в Института за астрономия и астрофизика Кавли в Пекинския университет.

„Такава среда не се очаква директно за изолиран магнетар“, каза Джан в съобщение за новините. „Нещо друго може да е в близост до FRB двигателя, вероятно бинарен спътник.“

Проучването за моделиране трябва да насърчи по-нататъшното търсене на бързи радиосигнали от Be star/X-ray бинарни файлове, казаха авторите.

„Тези наблюдения ни върнаха към чертожната дъска“, каза Джан. „Ясно е, че FRBs са по-загадъчни от това, което сме си представяли. Необходими са повече кампании за наблюдение с много дължини на вълните, за да се разкрие по-нататък природата на тези обекти.