Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van Prof. Li Di en Dr. Wang Pei van de National Astronomical Observatories of Chinese Academy of Sciences (NAOC) ving een extreme episode van kosmische explosies op van Fast Radio Burst (FRB) 121102, met behulp van de vijfhonderd meter Aperture Spherical Radio Telescope (FAST). In totaal 1, 652 onafhankelijke bursts werden gedetecteerd binnen 47 dagen vanaf 29 augustus, 2019 (UT).

Het is de grootste reeks FRB-evenementen tot nu toe, meer dan het aantal gerapporteerd in alle andere publicaties samen. Een dergelijke burst-set maakt de bepaling mogelijk, Voor de eerste keer, van de karakteristieke energie en energieverdeling van elke FRB, dus licht werpen op de centrale motor die FRB's aandrijft.

Deze resultaten zijn gepubliceerd in Natuur op 13 oktober 2021.

FRB's werden voor het eerst gedetecteerd in 2007. Deze kosmische explosies kunnen zo kort zijn als een duizendste van een seconde, terwijl ze een jaar lang de totale energie-output van de zon produceren. De oorsprong van FRB's is nog onbekend. Hoewel zelfs buitenaardse wezens zijn overwogen in modellen voor FRB's, natuurlijke oorzaken worden duidelijk begunstigd door de waarnemingen. De recente aandachtspunten zijn exotische hypergemagnetiseerde neutronensterren, zwarte gaten, en kosmische snaren die zijn overgebleven van de oerknal.

Wetenschappers hebben ontdekt dat een kleine fractie van FRB's zich herhaalt. Dit fenomeen maakt vervolgonderzoek mogelijk, inclusief lokalisatie en identificatie van de gaststerrenstelsels van FRB's.

FRB 121102 is de eerste bekende repeater en de eerste goed gelokaliseerde FRB. Wetenschappers hebben de oorsprong ervan in een dwergstelsel geïdentificeerd. In aanvulling, deze FRB is duidelijk geassocieerd met een persistente radiobron. Beide aanwijzingen zijn cruciaal voor het oplossen van het kosmische mysterie van FRB's. Het gedrag van FRB 121102 is moeilijk te voorspellen en wordt vaak omschreven als 'seizoensgebonden'.

Tijdens het testen van de FAST FRB-backend tijdens de inbedrijfstellingsfase, het team merkte op dat FRB 121102 optrad met frequente heldere pulsen. Tussen 29 augustus en 29 oktober 2019, 1, 652 onafhankelijke burst-gebeurtenissen werden gedetecteerd in een totaal van 59,5 uur. Terwijl de burst-cadans tijdens de serie varieerde, 122 uitbarstingen werden gezien tijdens het spitsuur, overeenkomend met de hoogste incidentie ooit waargenomen voor een FRB.

Een dergelijke hoge cadans maakt een statistische studie van deze FRB-bursts mogelijk. De onderzoekers vonden een duidelijke karakteristieke energie van E ₀ =4,8 × 10 ³⁷ erg, waaronder het genereren van de bursts minder efficiënt werd. De burst-energieverdeling kan adequaat worden omschreven als bimodaal, namelijk, een log-normale functie voor lage E-bursts en een Lorentz-functie voor hoge E-bursts, wat impliceert dat zwakkere FRB-pulsen stochastisch van aard kunnen zijn en dat de sterkere een verhouding tussen twee onafhankelijke grootheden inhouden.

"De totale energie van deze burst-set is al 3,8% van wat beschikbaar is van een magnetar en er werd geen periodiciteit gevonden tussen 1 ms en 1000 s, die beide de mogelijkheid ernstig beperken dat FRB 121102 afkomstig is van een geïsoleerd compact object, " zei dr. Wang.

Meer dan zes nieuwe FRB's zijn ontdekt via de Commensal Radio Astronomy FAST Survey, inclusief een nieuwe 121102-achtige repeater. "Als 's werelds grootste antenne, De gevoeligheid van FAST blijkt bevorderlijk te zijn voor het onthullen van de fijne kneepjes van kosmische transiënten, inclusief FRB's, " zei prof. LI.

Dit project maakt deel uit van een langdurige samenwerking sinds de ingebruikname van de FAST-telescoop. Belangrijke partnerinstellingen zijn de Guizhou Normal University, Universiteit van Nevada Las Vegas, Cornell universiteit, Max-Planck-Institut fuer Radioastronomie, Universiteit van West-Virginia, CSIRO, Universiteit van California, Berkeley, en de Nanjing-universiteit.