Szybkie rozbłyski radiowe (FRB) należą do najbardziej tajemniczych i potężnych zdarzeń w kosmosie. Około 80 z nich – intensywnie jasne milisekundowe fale radiowe, pochodzące spoza naszej Galaktyki – zostało dotychczas zaobserwowanych, ale nieznanym pozostaje to, co je powoduje.
W rzadkim wyczynie naukowcy Owens Valley Radio Observatory (OVRO) z Caltech uchwycili nowy rozbłysk, nazwany FRB 190523 i wspólnie z obserwatorium WM Keck na Hawajach wskazali jego początki w galaktyce odległej o 7,9 mld lat świetlnych. Identyfikacja galaktyk, w których wybuchają te rozbłyski radiowe, jest przełomowym krokiem w kierunku rozwikłania tajemnicy, co je uruchamia.
Przed tym nowym odkryciem tylko jeden rozbłysk, nazwany FRB 121102, został zlokalizowany w konkretnej galaktyce. FRB 121102 został zgłoszony w 2014 roku, a następnie w 2017 został zlokalizowany w galaktyce leżącej 3 mld lat świetlnych stąd. Drugi zlokalizowany FRB został zgłoszony 27 czerwca 2019 roku. Nazwany FRB 180924, rozbłysk ten został odkryty przez zespół korzystający z Australian Square Kilometer Array Pathfinder i jest usytuowany w galaktyce oddalonej o około 4 mld lat świetlnych stąd.
FRB 121102 najłatwiej było znaleźć, ponieważ nadal rozbłyska co kilka tygodni. Jednak większość FRB – w tym znaleziska australijskie i OVRO – rozbłyska raz, sprawiając, że trudniej jest znaleźć ich galaktyki macierzyste.
Znalezienie lokalizacji pojedynczych FRB jest wyzwaniem, ponieważ wymaga radioteleskopu, który może zarówno odkryć te niezwykle krótkie zdarzenia, jak i zlokalizować je z rozdzielczością anteny radiowej o szerokości 1,5 km – mówi Vikram Ravi, który pracuje z radioteleskopem w OVRO, położonym na wschód od gór Sierra Nevada w Kalifornii.
W OVRO zbudowaliśmy nowy zestaw dziesięciu 4,5-metrowych czasz, które wspólnie działają jak antena o szerokości 1,5 km, aby pokryć obszar nieba o rozmiarach 150 tarcz Księżyca w pełni. Aby to zrobić, potężny system cyfrowy pobiera i przetwarza ilość danych taką, jak zawiera płyta DVD, w każdej sekundzie – dodaje.
Nowy instrument OVRO nazywa się Deep Synoptic Array-10, a 10 odnosi się do liczby czasz. Sieć ta stanowi milowy krok w kierunku planowanego Deep Synoptic Array (DSA), który po ukończeniu w 2021 roku docelowo będzie składał się ze 110 anten radiowych.
Nowe obserwacje pokazują, że galaktyka, z której pochodzi FRB 190523, jest podobna do naszej Drogi Mlecznej. Jest to niespodzianka, ponieważ wcześniej zlokalizowany FRB 121102 pochodzi z galaktyki karłowatej, która tworzy gwiazdy ponad sto razy szybciej niż Droga Mleczna.
Odkrycie to mówi nam, że każda galaktyka, nawet tak popularna jak Droga Mleczna, może generować FRB – mówi Ravi.
Odkrycie sugeruje również, że wiodąca teoria dotycząca tego, co wywołuje FRB – erupcja plazmy od młodych, wysoko magnetycznych gwiazd neutronowych lub magnetarów – może wymagać przemyślenia.
Ostatecznie, aby rozwiązać zagadkę FRB, astronomowie mają nadzieję odkryć więcej przykładów ich galaktyk macierzystych.
Naukowcy twierdzą również, że FRB można wykorzystać do badania ilości i rozkładu materii we Wszechświecie, co powie nam więcej o środowiskach, w których galaktyki się tworzą i ewoluują. Gdy fale radiowe z FRB kierują się w stronę Ziemi, materia interweniująca powoduje, że niektóre długości fal ulegają rozproszeniu w taki sam sposób, w jaki pryzmat rozprasza światło na tęczę. Ilość dyspersji mówi astronomom dokładnie, ile materii znajduje się między źródłami FRB a Ziemią.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Więcej:
Fast Radio Burst Pinpointed to Distant Galaxy
A fast radio burst localized to a massive galaxy
Źródło: Caltech
