Snelle radio-uitbarstingen (FRB's) zijn milliseconden lange kosmische explosies die elk de energie produceren die gelijk is aan de jaarlijkse output van de zon. Meer dan 15 jaar nadat de diepe ruimtepulsen van elektromagnetische radiogolven voor het eerst werden ontdekt, blijft hun verbijsterende aard wetenschappers verrassen - en nieuw gepubliceerd onderzoek verdiept het mysterie eromheen alleen maar.

In het nummer van 21 september van het tijdschrift Nature , onverwachte nieuwe waarnemingen van een reeks kosmische snelle radio-uitbarstingen door een internationaal team van wetenschappers - waaronder UNLV-astrofysicus Bing Zhang - dagen het heersende begrip van de fysieke aard en de centrale motor van FRB's uit.

De kosmische FRB-waarnemingen werden in het late voorjaar van 2021 gedaan met behulp van de enorme vijfhonderd meter lange Aperture Spherical Radio Telescope (FAST) in China. Het team, onder leiding van Heng Xu, Kejia Lee, Subo Dong van de Universiteit van Peking en Weiwei Zhu van de National Astronomical Observatories of China, heeft samen met Zhang 1.863 bursts gedetecteerd in 82 uur gedurende 54 dagen van een actieve snelle radioburst-bron genaamd FRB 20201124A.

"Dit is de grootste steekproef van FRB-gegevens met polarisatie-informatie van één enkele bron", zei Lee.

Recente waarnemingen van een snelle radio-uitbarsting vanuit ons Melkwegstelsel suggereren dat deze afkomstig is van een magnetar, een dichte neutronenster ter grootte van een stad met een ongelooflijk krachtig magnetisch veld. De oorsprong van zeer verre kosmologische snelle radio-uitbarstingen, aan de andere kant, blijft onbekend. En de laatste waarnemingen laten wetenschappers zich afvragen wat ze dachten te weten over hen.

"Deze observaties brachten ons terug naar de tekentafel", zegt Zhang, die ook dienst doet als stichtend directeur van het Nevada Center for Astrophysics van UNLV. "Het is duidelijk dat FRB's mysterieuzer zijn dan we ons hadden voorgesteld. Er zijn meer observatiecampagnes met meerdere golflengten nodig om de aard van deze objecten verder te onthullen."

Wat de laatste waarnemingen voor wetenschappers verrassend maakt, zijn de onregelmatige, kortstondige variaties van de zogenaamde "Faraday-rotatiemaat", de sterkte van het magnetische veld en de dichtheid van deeltjes in de buurt van de FRB-bron. De variaties gingen op en neer tijdens de eerste 36 dagen van observatie en stopten plotseling tijdens de laatste 18 dagen voordat de bron doofde.

"Ik vergelijk het met het filmen van een film van de omgeving van een FRB-bron, en onze film onthulde een complexe, dynamisch evoluerende, gemagnetiseerde omgeving die nooit eerder was gedacht", zei Zhang. "Een dergelijke omgeving wordt niet direct verwacht voor een geïsoleerde magnetar. Er kan iets anders in de buurt van de FRB-engine zijn, mogelijk een binaire metgezel", voegde Zhang eraan toe.

Om het gaststelsel van de FRB te observeren, maakte het team ook gebruik van de 10-m Keck-telescopen op Mauna Kea op Hawaï. Zhang zegt dat er wordt aangenomen dat jonge magnetars zich in actieve stervormende gebieden van een stervormend sterrenstelsel bevinden, maar het optische beeld van het gaststelsel laat zien dat - onverwachts - het gaststelsel een metaalrijk balkspiraalstelsel is zoals onze Melkweg . De FRB-locatie bevindt zich in een regio waar geen significante stervormingsactiviteit is.

"Deze locatie komt niet overeen met een jonge magnetische centrale motor die is gevormd tijdens een extreme explosie zoals een lange gammastraaluitbarsting of een superlichtgevende supernova, veel gespeculeerde voorlopers van actieve FRB-motoren", zei Dong.

De studie, "Een snelle radio-uitbarstingsbron op een complexe gemagnetiseerde site in een versperd sterrenstelsel", verscheen op 21 september in het tijdschrift Nature en omvat 74 co-auteurs van 30 instellingen. Naast UNLV, Peking University en de National Astronomical Observatories of China, omvatten de samenwerkende instellingen ook Purple Mountain Observatory, Yunnan University, UC Berkeley, Caltech, Princeton University, University of Hawaii en andere instellingen uit China, de VS, Australië, Duitsland en Israël. + Verder verkennen

Astronomen ontdekken aanwijzingen die het mysterie van snelle radio-uitbarstingen onthullen