Naukowcy coraz bliżej rozwiązania zagadki szybkich błysków radiowych

Astronomowie z dużym prawdopodobieństwem ustalili pochodzenie jednego z najbardziej tajemniczych zjawisk we Wszechświecie. Chodzi o szybkie błyski radiowe (fast radio burst). Naukowcy twierdzą, że źródłem najbardziej znanego z impulsów – FRB 121102 – jest gwiazda neutronowa otoczona silnym polem magnetycznym.

Na szybkie błyski radiowe (fast radio burst, FRB) pierwszy raz natrafiono w 2007 roku. Od tego czasu zarejestrowano kilkadziesiąt takich sygnałów. Trwały one ułamki sekundy, ale w niosły ze sobą potężną ilość energii porównywalną do energii wyemitowanej przez Słońce przez cały dzień. W 2012 roku zarejestrowano wyjątkowy impuls – FRB 121102 – to jedyny z tego typu sygnałów, który się powtarza.

W 2016 roku zarejestrowano sześć pochodzących z tego samego miejsca FRB, a w 2017 15 kolejnych. Przed rokiem określono, że impulsy FRB 121102 pochodzą z galaktyki karłowatej oddalonej o ponad trzy miliardy lat świetlnych od Ziemi. Teraz międzynarodowy zespół naukowców zawęził poszukiwania. Badacze są przekonani, że źródłem FRB 121102 jest gwiazda neutronowa.

Dane zebrane przez Obserwatorium Arecibo oraz Radioteleskop Greek Bank wskazują, że sygnał jest wysoce spolaryzowany, co umożliwiło naukowcom zbadanie środowiska źródła w nowy sposób. Kiedy fale przechodzą przez obszar, w którym istnieje pole magnetyczne dochodzi do obrotu o pewien kąt płaszczyzny polaryzacji. Innymi słowy polaryzacja zostaje skręcona. Im silniejsze pole magnetyczne, tym większe skręcenie, a to zarejestrowane w sygnałach FRB 121102 jest jednym z największych, jakie kiedykolwiek zmierzono, co doprowadziło naukowców do wniosku, że impulsy te przechodzą przez wyjątkowo silne pole magnetyczne.

Tak silne pola dotychczas obserwowano jedynie w otoczeniu młodych gwiazd neutronowych znajdujących się w pobliżu czarnych dziur. Stąd hipoteza, że źródłem FRB 121102 jest szybko obracająca się i wysoce namagnetyzowana gwiazda neutronowa.

– Nie mogłam uwierzyć własnym oczom, gdy koledzy wysłali mi e-maile z wynikami – przyznała Victoria Kaspi z McGill University, jedna z autorek pracy, która ukazała się w styczniowym numerze pisma „Nature”.

Jedyne znane źródła w naszej galaktyce, których fale są tak skręcone jak FRB 121102, znajdują się w centrum Drogi Mlecznej, które jest dynamicznym regionem znajdującym się w pobliżu supermasywnej czarnej dziury. Może FRB 121102 znajduje się w podobnym środowisku w swojej galaktyce macierzystej.

Od momentu pierwszego zarejestrowanie FRB wysiłki naukowców skupiają się na ustaleniu ich przyczyny. Powstało kilka hipotez dotyczących tajemniczych sygnałów. Poza omawianą tezą, że pochodzą one od szybko obracającej się gwiazdy neutronowej, jest jeszcze koncepcja, która mówi, że  ich źródłem są kosmiczne kataklizmy takie jak wybuchy supernowych, albo zapadanie się gwiazd neutronowych do czarnych dziur. Jednak to wymagałoby zniszczenia źródła sygnałów.

Inna teza wskazuje na teoretyczne obiekty astronomiczne zwane blitzarami.  To odmiana gwiazdy neutronowej, której masa jest na tyle duża, by zapaść się w czarną dziurę, ale zapobiega temu siła odśrodkowa pochodząca z dużej prędkości wirowania gwiazdy. Kolejna koncepcja skupia się na tzw. kontaktowych układach podwójnych, czyli krążących bardzo blisko siebie dwóch gwiazdach.Mimo że coraz więcej wiemy na temat FRB, ich natura pozostaje tajemnicą.

 

Źródło: McGill University, National Geographic, fot. Casey Reed/ Penn State University