Nowe badania przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców ujawniają ewoluujące, namagnesowane środowisko i zaskakującą lokalizację źródła szybkich błysków radiowych w głębokim kosmosie – to obserwacje, które przeczą obecnemu zrozumieniu takich zjawisk.
Szybkie błyski radiowe (FRB) to trwające milisekundy kosmiczne eksplozje, z których każda wytwarza energię równą rocznej produkcji Słońca. Ponad piętnaście lat po odkryciu impulsów elektromagnetycznych fal radiowych w dalekiej przestrzeni ich zdumiewająca natura nadal zaskakuje naukowców – a nowo opublikowane badania tylko pogłębiają otaczającą je tajemnicę.
Opublikowane w „Nature” 21 września 2022 roku nieoczekiwane nowe obserwacje z serii kosmicznych błysków radiowych przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców podważają dominujące rozumienie fizycznej natury i centralnego silnika FRB.
Obserwacje kosmicznych FRB przeprowadzono późną wiosną 2021 roku za pomocą olbrzymiego, 500-metrowego Aperture Spherical radio Telescope (FAST) w Chinach. Zespół, kierowany przez Henga Xu, Kejie Lee i Subo Donga z Uniwersytetu Pekińskiego i Weiwei Zhu z Narodowego Obserwatorium Astronomicznego w Chinach, wraz z astrofizykiem Bing Zhangiem z UNLV, wykrył 1863 błyski w przeciągu 82 godzin w ciągu 54 dni z aktywnego źródła szybkiego błysku radiowego o nazwie FRB 20201124A.
Jest to największa próbka danych FRB z informacją o polaryzacji z jednego źródła – powiedział Lee.
Ostatnie obserwacje szybkich błysków radiowych z naszej Galaktyki Drogi Mlecznej sugerują, że pochodzą one od magnetara, czyli gęstej gwiazdy neutronowej wielkości miasta o niezwykle silnym polu magnetycznym. Z drugiej strony,= pochodzenie bardzo odległych szybkich błysków radiowych pozostaje nieznane. A najnowsze obserwacje naukowców stawiają pod znakiem zapytania to, co do tej pory sądzili, że wiedzą na ich temat.
Te obserwacje sprowadziły nas z powrotem do deski kreślarskiej – powiedział Zhang, który pełni funkcję dyrektora założyciela Centrum Astrofizyki UNLV w Nevadzie. Oczywistym jest, że FRB są bardziej tajemnicze, niż sobie wyobrażaliśmy. Potrzeba więcej kampanii obserwacyjnych na wielu falach, aby jeszcze bardziej ujawnić naturę tych obiektów.
Tym, co czyni najnowsze obserwacje zaskakującymi dla naukowców, są nieregularne, krótkotrwałe zmiany tzw. miary rotacji Faradaya, czyli zasadniczo siły pola magnetycznego i gęstości cząstek w pobliżu źródła FRB. Wahania szły w górę i w dół podczas pierwszych 36 dni obserwacji i nagle zatrzymały się podczas ostatnich 18 dni przed wygaszeniem źródła.
Porównuję to do kręcenia filmu o otoczeniu źródła FRB, a nasz film ukazał złożone, dynamicznie ewoluujące, namagnesowane środowisko, którego nigdy wcześniej sobie nie wyobrażano – powiedział Zhang. Takiego środowiska nie można było oczekiwać od razu w przypadku izolowanego magnetara. W pobliżu silnika FRB może znajdować się coś innego – być może binarny towarzysz, dodał Zhang.
Aby obserwować galaktykę macierzystą FRB, zespół wykorzystał również dziesięciometrowy teleskop Kecka znajdujący się na Mauna Kea na Hawajach. Zhang mówi, że uważa się, że młode magnetary rezydują w aktywnych regionach gwiazdotwórczych galaktyk, ale optyczny obraz galaktyki macierzystej pokazuje, że – nieoczekiwanie – jest to bogata w metale galaktyka spiralna z poprzeczką, taka jak nasza Droga Mleczna. Lokalizacja FRB znajduje się w regionie, w którym nie ma znaczącej aktywności gwiazdotwórczej.
Ta lokalizacja jest niespójna z młodym centralnym silnikiem magnetara powstałym podczas ekstremalnej eksplozji, takiej jak długi rozbłysk gamma lub supernowa, szeroko spekulowanych potomków aktywnych silników FRB – powiedział Dong.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- Astronomers Unveil New – and Puzzling – Features of Mysterious Fast Radio Bursts
- A fast radio burst source at a complex magnetized site in a barred galaxy
Źródło: UNLV
Na ilustracji: Wizja artystyczna 500-metrowego radioteleskopu FAST w Chinach. Źródło: Jingchuan Yu
