Een nieuw ontdekte snelle radio-uitbarsting heeft enkele unieke eigenschappen die astronomen tegelijkertijd belangrijke aanwijzingen geven over wat deze mysterieuze astronomische verschijnselen kan veroorzaken, terwijl ze ook een van de weinige dingen ter discussie stellen die wetenschappers dachten te weten over deze krachtige fakkels, zoals mijn collega's en ik beschrijven in een nieuwe studie in Natuur op 8 juni 2022.

Snelle radio-uitbarstingen, of FRB's, zijn extreem heldere pulsen van radiogolven die afkomstig zijn van verre sterrenstelsels. Ze geven in een milliseconde evenveel energie vrij als de zon gedurende vele dagen. Onderzoekers van de West Virginia University ontdekten de eerste FRB in 2007. In de afgelopen 15 jaar hebben astronomen ongeveer 800 FRB's gedetecteerd, en er worden er elke dag meer ontdekt.

Wanneer een telescoop een FRB vastlegt, is een van de belangrijkste kenmerken waar onderzoekers naar kijken iets dat dispersie wordt genoemd. Verspreiding is in feite een maatstaf voor hoe uitgerekt een FRB is wanneer deze de aarde bereikt.

Het plasma dat zich tussen sterren en sterrenstelsels bevindt, zorgt ervoor dat al het licht, inclusief radiogolven, vertraagt, maar lagere frequenties voelen dit effect sterker en vertragen meer dan hogere frequenties. FRB's bevatten een reeks frequenties, dus het licht met een hogere frequentie in de burst raakt de aarde eerder dan de lagere frequenties, waardoor de dispersie wordt veroorzaakt. Hierdoor kunnen onderzoekers dispersie gebruiken om in te schatten hoe ver van de aarde een FRB is ontstaan. Hoe meer een FRB is uitgerekt, hoe meer plasma het signaal moet hebben doorgelaten, hoe verder de bron moet zijn verwijderd.

Waarom het belangrijk is

De nieuwe FRB die mijn collega's en ik hebben ontdekt, heet FRB190520. We hebben het gevonden met behulp van de vijfhonderd meter Aperture Spherical Telescope in China. Een direct duidelijk interessant aspect van FRB190520 was dat het een van de slechts 24 herhalende FRB's is en veel vaker wordt herhaald dan andere - met 75 bursts gedurende een periode van zes maanden in 2020.

Ons team gebruikte vervolgens de Very Large Array, een radiotelescoop in New Mexico, om deze FRB verder te bestuderen en met succes de locatie van zijn bron te bepalen - een dwergstelsel op ongeveer 3 miljard lichtjaar van de aarde. Toen begonnen we ons te realiseren hoe echt uniek en belangrijk deze FRB is.

Ten eerste ontdekten we dat er een aanhoudend, hoewel veel zwakker, radiosignaal wordt uitgezonden door iets van dezelfde plaats waar FRB190520 vandaan kwam. Van de meer dan 800 FRB's die tot nu toe zijn ontdekt, heeft slechts één andere een soortgelijk persistent radiosignaal.

Ten tweede, omdat we konden vaststellen dat de FRB uit een dwergstelsel kwam, konden we precies bepalen hoe ver dat sterrenstelsel van de aarde verwijderd is. Maar dit resultaat klopte niet. Tot onze verbazing was de afstandsschatting die we maakten met behulp van de spreiding van de FRB 30 miljard lichtjaar van de aarde, een afstand die 10 keer groter is dan de werkelijke 3 miljard lichtjaar tot de melkweg.

Astronomen hebben alleen de exacte locatie - en dus de afstand tot de aarde - van 19 andere FRB-bronnen kunnen bepalen. Voor de rest van de ongeveer 800 bekende FRB's moeten astronomen alleen op dispersie vertrouwen om hun afstand tot de aarde te schatten. Voor de andere 19 FRB's waarvan de locaties bekend zijn, lijken de geschatte afstanden op basis van dispersie erg op de werkelijke afstanden tot hun bronstelsels. Maar deze nieuwe FRB laat zien dat schattingen met spreiding soms onjuist kunnen zijn en gooit veel aannames uit het raam.

Wat nog niet bekend is

Astronomen in dit nieuwe veld weten nog steeds niet wat FRB's precies produceert, dus elke nieuwe ontdekking of stukje informatie is belangrijk.

Onze nieuwe ontdekking roept specifieke vragen op, waaronder of persistente radiosignalen gebruikelijk zijn, onder welke omstandigheden ze worden geproduceerd en of hetzelfde fenomeen dat FRB's produceert verantwoordelijk is voor het uitzenden van het persistente radiosignaal.

En een enorm mysterie is waarom de verspreiding van FRB190520 zoveel groter was dan het zou moeten zijn. Kwam het door iets in de buurt van de FRB? Had het te maken met de hardnekkige radiobron? Heeft het te maken met de materie in de melkweg waar deze FRB vandaan komt? Al deze vragen zijn onbeantwoord.

Wat nu

Mijn collega's gaan zich concentreren op het bestuderen van FRB190520 met een groot aantal verschillende telescopen over de hele wereld. Door de FRB, zijn melkwegstelsel en de ruimteomgeving rond zijn bron te bestuderen, hopen we antwoorden te vinden op veel van de mysteries die het heeft onthuld.

De komende jaren zullen er ook meer antwoorden komen van andere FRB-ontdekkingen. Hoe meer astronomen FRB's catalogiseren, hoe groter de kans om FRB's te ontdekken met interessante eigenschappen die de puzzel van deze fascinerende astronomische verschijnselen kunnen helpen voltooien. + Verder verkennen

Vreemde radio-uitbarsting roept nieuwe vragen op

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.