Przejdź do treści

Szybkie błyski radiowe znów zaskakują!

Wizja dwóch obserwatoriów radiowych biorących udział w nowych badaniach szybkich błysków radiowych: czasze anten interferometru radiowego w Westerbork (po lewej) wykryły okresowy, krótki sygnał na wysokich częstotliwościach, podczas gdy LOFAR zarejestrował pochodzący z tego samego źródła sygnał na niskiej częstotliwości.

Czternaście lat temu odkryto pierwszy szybki błysk radiowy (FRB). Do tej pory wykryto wiele setek tych trwających zaledwie milisekundy rozbłysków pochodzących z głębokiego kosmosu (większość z nich znalazło obserwatorium radiowe CHIME), a astronomowie wciąż mają trudności z wyjaśnieniem ich zagadkowych właściwości. Niedawna publikacja w Nature dodaje nowy element do tej układanki.

Jedno jest pewne – jeśli jako astronomowie zechcecie zajmować się FRB, raczej nie grozi Wam nuda. W tej dziedzinie zaskakujące zwroty akcji są niemal tak powszechne jak nowe wyniki.

Podczas gdy większość astronomów zgadza się co do tego, że szybkie błyski radiowe są wynikiem wybuchów zachodzących na powierzchni wysoce namagnetyzowanych gwiazd neutronowych, czyli magnetarów, jest nadal niejasne, czemu większość z nich pojawia się tylko raz, podczas gdy inne „migoczą na falach radiowych wielokrotnie. W niektórych przypadkach te powtarzające się wybuchy wykazują dodatkowo oznaki okresowości. Opracowano już zresztą model wyjaśniający to powtarzalne zachowanie, angażujący  wiatry gwiazdowe w układach podwójnych. Wszystko było na dobrej drodze do rozwiązania zagadki, ale nieoczekiwanie okazało się, że nowe obserwacje mogą w pełni wykluczyć ten model.

FRB 20180916B, znane źródło błysków radiowych znajdujące się w galaktyce odległej od nas o około 460 milionów lat świetlnych, wytwarza wielokrotne rozbłyski co 16 dni w „oknie rozbłyskowym” trwającym do kilku dni. Wcześniejszy pomysł polegał na tym, że ów magnetar mógłby być składnikiem układu podwójnego, z okresem obiegu składników wokół środka wspólnego mas równym 16,29 dnia. Gdyby taka gwiazda wytwarzała przy tym gęsty wiatr gwiazdowy, który skutecznie pochłania fale radiowe, rozbłyski byłyby widoczne tylko wtedy, gdy produkujący je magnetar znajdowałby się na zwróconej ku Ziemi części swojej orbity. Stąd brałaby się też okresowość zjawiska.

Jednak jednoczesne obserwacje FRB 20180916B prowadzone z udziałem sieci LOFAR (Low-Frequency Array) i radioteleskopy interferometru WSRT (Westerbork Synthesis Radio Telescope) w Holandii podważają przewidywania tego modelu. Z uwagi na to, że wiatr gwiazdowy powinien silniej pochłaniać fale radiowe o niższej częstotliwości niż te o wyższej, astronomowie spodziewali się, że rozbłyski obserwowane przez sieć LOFAR (aż do częstotliwości rzędu 110 megaherców) będą widoczne w znacznie węższym oknie czasowym (krócej) niż te same rozbłyski obserwowane przez WSRT na około 1,4 gigaherca.

– Znaleźliśmy coś dokładnie przeciwnego — mówi współautor badań, Joeri van Leeuwen (Uniwersytet Amsterdamski/ASTRON, Holandia). Co więcej, maksimum liczby wybuchów widocznych na wyższej częstotliwości wyprzedziło o kilka dni (!) ich maksimum widoczne na niskiej częstotliwości, czego również nie przewidywano w modelu opartym na układzie podwójnym i wietrze gwiazdowym.

– Te obserwacje stanowią wyzwanie dla modelu  – dodaje Victoria Kaspi (Uniwersytet McGill), badaczka w zespole, który niezależnie zbadał dane z sieci LOFAR (są one publicznie dostępne), ale nie miał dostępu do prowadzonych w tym samym czasie obserwacji z  Westerbork. Sama nie jest jeszcze przekonana, że pomysł z układem podwójnym trzeba definitywnie odrzucić. Uważa, że astronomom potrzeba więcej obserwacji źródeł FRB i lepszych statystyk.

Jakie zatem mogłyby być alternatywne wyjaśnienia tych obserwacji? Możliwości jest wiele. Być może 16,29-dniowy okres obrotu składnika w układzie podwójnym jest w rzeczywistości czasem rotacji źródła wybuchów radiowych, a nie jego okresem orbitalnym. Jeśli te eksplozje mają swój początek w małym, dobrze zlokalizowanym obszarze na powierzchni magnetara, obszar ten zostaje wówczas po prostu przeniesiony poza nasz ziemski zasięg widzenia przez obrót obiektu. Kaspi uważa przy tym, że okres obrotu wynoszący 16,29 dni byłby wręcz niewiarygodnie długi. Magnetary (i inne gwiazdy neutronowe) zwykle obracają się znacznie szybciej, wykonując dziesiątki, setki, a nawet kilka tysięcy obrotów na minutę. Jednak nie jest to jej zdaniem niemożliwe...

FRB 20180916B może być też – jak twierdzi van Leeuwen – bardzo nietypowym przypadkiem. W szczególności zaskoczony jest faktem, że zarówno LOFAR, jak i WSRT nie wykryły wyraźnego, pojedynczego rozbłysku, mimo że oba te instrumenty prowadziły obserwacje jednocześnie. To coś zupełnie niespodziewanego. Uczeni zgadzają się co do tego, że nawet jeśli to konkretne źródło RFB jest tak wyjątkowe, może z czasem rzucić więcej światła na ogólne właściwości FRB.

 

Czytaj więcej:

 

Źródło: Skyandtelescope.org

Opracowanie: Elżbieta Kuligowska

Na ilustracji: Wizja dwóch obserwatoriów radiowych biorących udział w nowych badaniach szybkich błysków radiowych: czasze anten interferometru radiowego w Westerbork (po lewej) wykryły okresowy, krótki sygnał na wysokich częstotliwościach, podczas gdy LOFAR zarejestrował pochodzący z tego samego źródła sygnał na niskiej częstotliwości.  Źródło: Joeri van Leeuwe

Reklama