Dodano: 11 luty 2020r.

Odkryto pierwszy regularnie powtarzający się sygnał FRB

Przeglądając dane z radioteleskopu CHIME astronomowie natrafili na sygnał FRB (szybki błysk radiowy – fast radio burst), który powtarza się w regularnym 16-dniowym cyklu. Sygnał pochodzi z galaktyki oddalonej o 500 milionów lat świetlnych od nas. To pierwszy tego typu sygnał powtarzający się regularnie.

Odkryto pierwszy regularnie powtarzający się sygnał FRB

 

Szybkie błyski radiowe (Fast radio burst – FRB) to wysokoenergetyczne zjawisko astrofizyczne o nieznanym, pozagalaktycznym pochodzeniu. Przejawia się jako krótkotrwały impuls radiowy, trwający średnio kilka milisekund. Mimo że zdarzenia te są bardzo krótkie, to niosą ze sobą potężną ilość energii, porównywalną do energii wyemitowanej przez Słońce przez cały dzień.

Od 2007 roku, kiedy to pierwszy raz zarejestrowano FRB, naukowcy skatalogowali ponad 100 podobnych sygnałów radiowych pochodzących niemal ze wszystkich kierunków na niebie. Jak dotąd badacze nie wiedzą, co je powoduje. Większość z nich to pojedyncze, jednorazowe sygnały, w tym znaczeniu, że pochodziły z różnych źródeł. Ale kilka z nich okazało się pochodzić z tego samego punktu na niebie, jednak żaden nie powtarzał się w regularnym cyklu. Do tej pory.

Regularny sygnał z odległej galaktyki

Dongzi Li, astrofizyk z Uniwersytetu w Toronto, wraz ze współpracownikami, znaleźli FRB, który powtarza się w regularnym, 16-dniowym cyklu. Szybkie rozbłyski radiowe są nieprzewidywalne i mierzy się w milisekundach, co znacznie utrudnia i badanie. Powtarzający się w regularnym cyklu FRB da szansę, by to zmienić. Niesie ze sobą także potencjalną wskazówkę co do prawdziwej natury tych zagadkowych zdarzeń.

Wyniki prac uczonych z Toronto ukazały się w bazie pre-printów arXiv.org, gdzie czekają na analizę ze strony innych ekspertów w tej dziedzinie. Oznacza to, że rezultaty badań nie zostały jeszcze poddane ocenie naukowej.

Sygnał FRB 180916.J0158 + 65 został znaleziony w danych z radioteleskopu CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment). Badacze prześledzili obserwacje wykonane za pomocą tego teleskopu i odkryli, że sygnał ten powtarza się w stałym, 16-dniowym cyklu (dokładnie cykl powtarza się co 16,35 dnia). Jest emitowany około raz na godzinę przez cztery dni, a następnie nagle zanika na 12 dni. Potem wszystko się powtarza. Badacze obserwowali ten cykl łącznie przez 409 dni.

Tajemnicza natura FRB

„Odkrycie cyklów w powtarzającym się źródle FRB jest ważną wskazówką dotyczącą natury tego obiektu” - napisali naukowcy w swoim artykule. Jednym z możliwych wyjaśnień okresowości tego sygnału jest to, że obiekt emitujący sygnał krąży wokół gwiazdy czy czarnej dziury. Okres 16,35 dnia może być okresem orbitalnym, przy czym obiekt emitujący FRB skierowany jest w stronę Ziemi tylko podczas pewnej części orbity. Badacze spekulują, że równie dobrze może być to układ podwójny gwiazd. Nie da się także wykluczyć, że emiter FRB jest samotnym obiektem, takim jak magnetar czy pulsar.

FRB 180916.J0158 + 65 jest jednym z niewielu sygnałów FRB, które zostały zlokalizowane. Znajduje się na obrzeżach galaktyki spiralnej oddalonej o 500 milionów lat świetlnych od nas, w regionie gwiazdotwórczym. Obserwacje tego regionu za pomocą nowych teleskopów wrażliwych na promieniowanie rentgenowskie lub gamma, może skrócić listę podejrzanych i zbliżyć astronomów do rozwiązania tej kosmicznej zagadki. Naukowcy sugerują, że wiele innych zarejestrowanych FRB może również mieć swoje cykle, ale sygnały są zbyt słabe, by obecnie używany sprzęt je wykrył.

Od momentu pierwszego zarejestrowanie FRB wysiłki naukowców skupiają się na ustaleniu ich przyczyny. Powstało kilka hipotez dotyczących tajemniczych sygnałów. Mogą one pochodzić od szybko obracającej się gwiazdy neutronowej. Jest także 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. Oczywiście są i tacy, którzy wierzą, że to sygnał emitowany przez obce cywilizacje. Mimo że coraz więcej wiemy na temat FRB, ich natura pozostaje tajemnicą.

 

Źródło: Science Alert, fot. CHIME