science >> Wetenschap >  >> Astronomie

In een nabijgelegen melkwegstelsel, een snelle radio-uitbarsting ontrafelt meer vragen dan antwoorden

Een artist's concept van de lokalisatie van Fast Radio Burst 180916.J0158+65 naar het gaststelsel. De afbeelding van het gaststelsel is gebaseerd op echte waarnemingen met behulp van de Gemini-North-telescoop bovenop Mauna Kea op Hawaï. De impulsieve uitbarsting die uit de melkweg komt, is gebaseerd op echte gegevens die zijn opgenomen met de 100-meter Effelsberg-radiotelescoop in Duitsland. Credit:Danielle Futselaar (artsource.nl)

Al meer dan een decennium, astronomen over de hele wereld hebben geworsteld met de verbijstering van snelle radioflitsen - intense, onverklaarbare kosmische flitsen van energie, lichtjaren verwijderd, die slechts enkele milliseconden knallen.

Ondanks de honderden verslagen van deze raadselachtige bronnen, onderzoekers hebben alleen de precieze locatie van vier van dergelijke uitbarstingen vastgesteld.

Nu is er een vijfde, gedetecteerd door een team van internationale wetenschappers, waaronder onderzoekers van de West Virginia University. de bevinding, die vertrouwden op acht telescopen die zich uitstrekten over locaties van het Verenigd Koninkrijk tot China, werd maandag (6 jan.) gepubliceerd in Natuur .

Er zijn twee primaire soorten snelle radio-uitbarstingen, verklaarde Kshitij Aggarwal, een afgestudeerde natuurkundestudent aan de WVU en een co-auteur van het artikel:repeaters, die meerdere keren knipperen, en niet-repeaters, eenmalige evenementen. Deze waarneming is pas de tweede keer dat wetenschappers de locatie van een zich herhalende snelle radio-uitbarsting hebben bepaald.

Maar de lokalisatie van deze uitbarsting is niet zo belangrijk als het type melkwegstelsel waarin het werd gevonden, die vergelijkbaar is met die van ons, zei Sarah Burke-Spolaor, universitair docent natuurkunde en sterrenkunde en co-auteur.

"Het identificeren van het gaststelsel voor FRB's is van cruciaal belang om ons te vertellen in wat voor soort omgevingen FRB's leven, en dus wat eigenlijk FRB's zou kunnen produceren, "Zei Burke-Spolaor. "Dit is een vraag waarvoor wetenschappers nog steeds naar strohalmen grijpen."

Burke-Spolaor en haar leerling, Aggarwal, gebruikte het Very Large Array-observatorium in New Mexico om pulsaties en een aanhoudende radiogloed van deze burst te zoeken. In de tussentijd, Kevin Bandura, universitair docent informatica en elektrotechniek, en derde WVU co-auteur van het artikel, werkte aan het Canadese Hydrogen Intensity Mapping Experiment-team dat aanvankelijk de zich herhalende snelle radio-uitbarsting detecteerde.

"Wat heel interessant is aan deze specifieke zich herhalende FRB, is dat het zich in de arm van een Melkwegachtig spiraalstelsel bevindt, en is tot nu toe het dichtst bij de aarde gelokaliseerd, " zei Bandura. "De unieke nabijheid en herhaling van deze FRB zou kunnen zorgen voor observatie in andere golflengten en het potentieel voor meer gedetailleerde studie om de aard van dit type FRB te begrijpen."

Met behulp van een techniek die bekend staat als Very Long Baseline Interferometry, het team bereikte een resolutieniveau dat hoog genoeg was om de burst te lokaliseren in een regio van ongeveer zeven lichtjaar in doorsnede - een prestatie die vergelijkbaar is met het feit dat een persoon op aarde een persoon op de maan kan onderscheiden, volgens CHIM.

Met dat niveau van precisie, de onderzoekers konden door een optische telescoop de omgeving analyseren waaruit de burst voortkwam.

Wat ze vonden, heeft een nieuw hoofdstuk toegevoegd aan het mysterie rond de oorsprong van snelle radio-uitbarstingen.

Deze specifieke uitbarsting bestond in een radicaal andere omgeving dan eerdere studies, toen de eerste zich herhalende uitbarsting werd ontdekt in een klein "dwerg" sterrenstelsel dat metalen en gevormde sterren bevatte, zei Burke-Spolaor.

"Dat moedigde veel publicaties aan die zeiden dat herhalende FRB's waarschijnlijk worden geproduceerd door magnetars (neutronensterren met krachtige magnetische velden), "zei ze. "Hoewel dat nog steeds mogelijk is, het feit dat deze FRB de uniciteit van die vorige vorm doorbreekt, betekent dat we misschien meerdere oorsprongen of een breder scala aan theorieën moeten overwegen om te begrijpen wat FRB's creëert."

Op een half miljard lichtjaar van de aarde, de bron van deze uitbarsting, genaamd "FRB 180916, " is zeven keer dichterbij dan de enige andere herhalende burst die gelokaliseerd is, en meer dan 10 keer dichterbij dan een van de weinige niet-herhalende uitbarstingen die wetenschappers hebben kunnen lokaliseren. Onderzoekers hopen dat deze laatste waarneming verdere studies mogelijk zal maken die de mogelijke verklaringen achter snelle radio-uitbarstingen ontrafelen, volgens CHIM.

WVU is in de voorhoede van onderzoek gebleven op het gebied van snelle radio-uitbarstingen sinds ze voor het eerst werden ontdekt in 2007 door een team hier aan de universiteit, waaronder Duncan Lorimer en Maura McLaughlin, natuurkunde professoren, en toen-student David Narkevic. Het trio ontdekte snelle radio-uitbarstingen van het doorzoeken van gearchiveerde gegevens van de Australische Parkes Radio Telescope.