Iets meer dan een decennium geleden, twee astronomen ontdekten mysterieuze uitbarstingen van radiogolven die overal in de lucht lijken plaats te vinden, vaak overtreffen alle sterren in een melkwegstelsel. Vanaf dat moment, de studie van deze snelle radioflitsen, of FRB's, is vertrokken, en hoewel we nog steeds niet weten wat ze precies zijn of waardoor ze worden veroorzaakt, wetenschappers komen nu dichter bij een aantal antwoorden.

FRB's werden voor het eerst ontdekt in 2007 door astronomen Duncan Lorimer en David Narkevic. Tijdens het gebruik van het Parkes Observatorium in Australië, het duo was stomverbaasd toen ze getuige waren van een ongelooflijk heldere flits van radiogolven die uit de ruimte kwamen. Deze vreemde gebeurtenis werd een Lorimer-burst genoemd.

Vanaf dat moment, ongeveer 100 FRB-ontdekkingen zijn aangekondigd. We hebben de locatie van sommige van andere sterrenstelsels kunnen lokaliseren - geen enkele lijkt plaats te vinden in de Melkweg - en hebben sommige in realtime kunnen zien gebeuren en zelfs getuige kunnen zijn van FRB's die zich herhalen. Ondanks talrijke observaties en veel gegevens, we weten nog steeds niet precies wat ze zijn.

'Het komt niet zo vaak voor in de astrofysica dat er een nieuw fenomeen is dat we echt niet begrijpen en we hebben de kans om iets echt nieuws te leren, ' zei Dr. Jason Hessels van de Universiteit van Amsterdam in Nederland.

Radiotelescopen

Dr. Hessels coördineerde een project genaamd DRAGNET, die liep van 2014 tot 2018 en probeerde meer FRB's te observeren en te bestuderen. Het gebruikte radiotelescopen over de hele wereld, waaronder de Low-Frequency Array, of LOFAR-telescoop, in Nederland - om op exotische sterren en FRB's te jagen. Toen het project in 2012 werd voorgesteld, echter, mensen waren er niet zeker van dat FRB's zelfs echt waren.

Nog, in 2015 zorgde het project voor een belangrijke doorbraak. Het ontdekte dat een bekende FRB in een ander sterrenstelsel, genaamd FRB 121102, zich herhaalde. Dankzij deze ontdekking konden astronomen bepalen waar de FRB vandaan kwam:een zwak dwergstelsel op 3 miljard lichtjaar van de aarde. We hebben sindsdien een tweede herhalende burst gevonden, maar tot die eerste, alle FRB's waren enkele gebeurtenissen geweest.

'Dat is een enorme schat aan informatie geweest, ' zei dr. Hessels, verwijzend naar FRB 121102. 'We hebben er honderden uitbarstingen van gedetecteerd.'

Elke flits duurt slechts een milliseconde, maar kan meer energie uitstralen dan 500 miljoen zonnen. Als zodanig, FRB 121102 is duidelijk zichtbaar tegen de achtergrond van een sterrenstelsel, vooral een zo zwak als deze. Zelfs op zo'n grote afstand, en zijn geproduceerd voordat meercellig leven op aarde begon, de flits is intens genoeg om vandaag te meten.

Toen FRB's voor het eerst werden ontdekt, men dacht dat ze zouden kunnen worden veroorzaakt door catastrofale gebeurtenissen zoals neutronensterren - de overblijfselen van ingestorte reuzensterren - of zwarte gaten die samensmelten. Het feit dat sommige FRB's herhalen, echter, suggereert dat dit misschien niet het geval is, hoewel er meerdere soorten FRB kunnen zijn.

sterbevingen

Onze beste verklaring tot nu toe is dat ze worden veroorzaakt door magnetars, neutronensterren die ongelooflijk sterke magnetische velden hebben. Men denkt dat deze sterren genoeg energie hebben om de heldere flitsen te produceren die geassocieerd worden met FRB's, 'sterbevingen' ervaren terwijl het magnetische veld de korst van de ster uit elkaar scheurt, waarbij een enorme hoeveelheid energie vrijkomt (hoewel recente resultaten die op 27 juni zijn vrijgegeven, wijzen op een mogelijk onbekende alternatieve oorsprong voor sommige FRB's).

'Die vrijgekomen energie zou in al het materiaal rond de magnetar kunnen rammen, en dat veroorzaakt een schok en kan deeltjes versnellen die radiogolven produceren en een radio-uitbarsting zoals we die waarnemen, ' zei dr. Hessels.

Om deze vraag beter te beantwoorden, het lopende MeerTRAP-project probeert meer FRB's te vinden, die ons misschien dichter bij een antwoord kunnen brengen. Het project gebruikt de MeerKAT-radiotelescooparray in Zuid-Afrika om te zoeken naar pulsen van radiogolven in de lucht. Tijdens de standaard astronomische waarnemingen van de array, het MeerTRAP-team lift mee aan boord om de gegevens te verkrijgen - ongeveer 10 gigabyte per seconde - om FRB's te zoeken.

'We nemen gewoon gegevens van waar ze hebben gekozen om te wijzen, ' zei Dr. Benjamin Stappers van de Universiteit van Manchester, VK, en de projectcoördinator voor MeerTRAP. 'Het maakt niet zoveel uit waar de telescoop naar wijst, omdat ze overal in de lucht uniform zouden moeten zijn.'

Het project is nog niet begonnen met het zoeken naar FRB's, maar is van plan hiermee in juli 2019 te beginnen. Het MeerTRAP-team hoopt tussen de twee en vijf FRB's per week te vinden, met de mogelijkheid om te zoeken naar zowel FRB's die slechts één keer voorkomen als herhalende, aangezien de telescopen regelmatig terugkeren naar hetzelfde deel van de hemel.

Oorsprong

Al deze gegevens moeten ons helpen de oorsprong van FRB's beter te achterhalen. 'Een manier om erachter te komen wat de oorzaak is, is om te begrijpen waar ze gebeuren in een melkwegstelsel, en in welke soorten sterrenstelsels ze voorkomen, ' zei dr. Stappers.

Ook willen sterrenkundigen uitzoeken hoeveel soorten FRB er zijn. Tot dusver, we weten dat sommigen van hen herhalen en anderen niet, maar hoeveel herhaling is nog onbekend. Het kan zijn dat deze twee typen op verschillende manieren worden gevormd, dus het vinden van meer van hen zou ons kunnen helpen die vraag beter te beantwoorden.

'Er is ook een kans dat FRB's ook door de buitenste regionen van andere sterrenstelsels gaan die langs de gezichtslijn liggen, ' zei dr. Stappers. 'Dus je kunt ze gebruiken als een fakkel en kijken wat er met het licht gebeurt als het door die andere sterrenstelsels gaat. Je kunt iets leren over de aard van die tussenliggende sterrenstelsels.'

Het MeerTRAP-project gaat ook op zoek naar snel roterende neutronensterren, pulsars genoemd, om onze theorieën over zwaartekracht beter te testen. Als er een pulsar werd gevonden in een baan om een ​​andere ster of zelfs een zwart gat, de verandering in zijn rotatie zou ons meer kunnen vertellen over hoe zwaartekracht werkt aan het uiterste einde van de natuurkunde.

Het zijn FRB's, echter, die momenteel de krantenkoppen halen. Met steeds meer ontdekkingen op komst, het is te hopen dat we binnenkort een antwoord hebben over enkele van hun mysteries.

'Het veld explodeert echt, ' zei dr. Hessels, opmerkend dat we misschien meer dan 1 kennen 000 tegen het einde van het jaar. 'Waarschijnlijk hebben we de komende jaren een redelijk goed beeld van de oorzaak.'