Powtarzający się FRB w swojej podróży na Ziemię przebył drogę przez bardzo dużą ilość materii. Czy niezidentyfikowane gromady galaktyk, które oddzielają nas od źródła tego rozbłysku, mogą wyjaśnić, dlaczego?
Astrofizyczna zagadka
Szybkie błyski radiowe (FRB) są jednymi z najbardziej tajemniczych zjawisk zachodzących we Wszechświecie. Większość tych potężnych błysków radiowych, trwających zaledwie milisekundy, pojawia się tylko raz, co sprawia, że każdy z nich jest astronomicznym fenomenem, który zmusza naukowców do zastanowienia się nad jego pochodzeniem. Jednak czasem, choć w rzadkich przypadkach, FRB powtarzają się, co daje nam pewne wskazówki, że przynajmniej niektóre źródła tych tajemniczych błysków przetrwały związane z nimi zdarzenia.
FRB podczas swojego przemieszczania się na odległościach od milionów do miliardów lat świetlnych oświetlają gaz i pył, co umożliwia badanie materii znajdującej się wzdłuż ich drogi. Ten efekt jest odzwierciedlony w mierze dyspersji, związanej z ilością materii, przez którą błysk przechodzi od swojego źródła aż do obserwatora na Ziemi. W uproszczeniu, naukowcy określają miarę dyspersji FRB mierząc opóźnienie między jego "pojawieniem się" na najwyższej i najniższej częstotliwości.
Materia, która powoduje opóźnienie na najniższej częstotliwości fal radiowych w błysku, czyli swobodnie poruszające się elektrony, może znajdować się w różnych miejscach na drodze tego błysku. Może to być bezpośrednio przy źródle, w galaktyce macierzystej źródła, w przestrzeni międzygalaktycznej lub nawet w naszej własnej Galaktyce. Aby dokładniej zrozumieć wkład tych różnych obszarów propagacji sygnału, naukowcy muszą spojrzeć na tę sytuację z szerokiej perspektywy.
Poprawiony szacunek
Miara dyspersji dla powtarzającego się, szybkiego błysku radiowego FRB 20190520B okazała się ponad dwukrotnie większa niż oczekiwano, biorąc pod uwagę odległość do tego zjawiska. Ta niezwykle wysoka wartość przyciągnęła uwagę zespołu badawczego pod kierownictwem Khee-Gana Lee (Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe), który prowadzi przegląd FLIMFLAM (Fast Radio Burst Line-of-sight Ionization Measurement From Lightcone AAOmega Mapping). Celem tego badania jest mapowanie rozkładu świecącej materii we Wszechświecie poprzez identyfikację grup galaktyk, które są ujawniane właśnie przez szybkie błyski radiowe.
Na podstawie niezwykle wysokiej dyspersji FRB 20190520B we wcześniejszych badaniach zdołano oszacować, że dyspersja zachodząca w jego galaktyce macierzystej jest najwyższa spośród wszystkich znanych przypadków FRB, co było trudne do pogodzenia z innymi obserwacjami dotyczącymi tej galaktyki. Jednak dzięki nowym szacunkom, uwzględniającym również udział galaktyk pierwszego planu w oddziaływaniu na wiązkę radiową, określono znacznie bardziej umiarkowaną wartość dyspersji dla galaktyki macierzystej FRB 20190520B, która jest już zgodna z jej innymi właściwościami obserwacyjnymi.
To badanie po raz kolejny pokazuje, że astronomowie, nawet gdy skupiają się tylko na pojedynczym FRB, powinni zawsze pamiętać o uwzględnieniu szerszego obrazu i kontekstu swoich analiz.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- A Fast Radio Burst Reveals Foreground Galaxy Clusters
- The FRB 20190520B Sight Line Intersects Foreground Galaxy Clusters
Źródło: AAS
Na ilustracji: Wizja artystyczna FRB podróżującego od źródła w odległej galaktyce do obserwatora na Ziemi. Na tej drodze błysk przechodzi przez halo innej galaktyki, co wpływa na jego sygnał radiowy. Źródło: ESO/M. Kornmesser
