Sanatçının Dünya’ya ulaşan hızlı radyo patlaması anlayışı. Kredi: Jingchuan Yu, Pekin Planetaryumu
Uluslararası bilim adamlarından oluşan bir ekip tarafından yapılan yeni çalışma, kutuplaşmayı, güçlü milisaniye uzunluğundaki kozmik radyo patlamalarının kökenini ortaya çıkarabilecek kilit özellik olarak tanımlıyor.
Hızlı radyo patlamalarının (FRB’ler) keşfinden yaklaşık 15 yıl sonra, milisaniye uzunluğundaki derin uzay kozmik patlamalarının kökeni bir sır olarak kalıyor.
Bu, beş farklı kaynaktan yüzlerce patlamayı izleyen ve FRB kutuplaşma modellerinde kökenlerini ortaya çıkarabilecek ipuçları bulan UNLV astrofizikçisi Bing Zhang da dahil olmak üzere uluslararası bir bilim adamları ekibinin çalışmaları sayesinde yakında değişebilir. Ekibin bulguları derginin 17 Mart 2022 sayısında yayınlandı. Bilim.
FRB’ler, esasen uzayda ve zamanda elektrik ve manyetik alanların salınımları olan elektromanyetik radyo dalgaları üretir. Salınım yapan elektrik alanının yönü, polarizasyon yönü olarak tanımlanır. Bilim adamları, çeşitli kaynaklardan gözlemlenen FRB’lerde polarizasyon sıklığını analiz ederek, patlamaların kaynağına yakın karmaşık bir ortama işaret eden FRB’lerin tekrarlanmasındaki benzerlikleri ortaya çıkardılar.
UNLV’nin seçkin bir astrofizik profesörü ve makalenin ortak yazarı ve fenomenin teorik yorumuna katkıda bulunan Zhang, “Bu, FRB’lerin fiziksel kökenini anlamak için büyük bir adım” dedi.
Çin Bilimler Akademisi Ulusal Astronomik Gözlemevlerinden Yi Feng ve Di Li liderliğindeki uluslararası bir araştırma ekibi, patlamalar arasındaki bağlantıyı kurmak için, devasa Beş yüz metrelik Diyaframı kullanarak beş tekrar eden FRB kaynağının polarizasyon özelliklerini analiz etti. Küresel radyo Teleskobu (FAST) ve Robert C. Byrd Green Bank Teleskobu (GBT). FRB’ler ilk kez 2007’de keşfedildiğinden beri, dünya çapındaki gökbilimciler, patlamaları izlemek ve nereden geldikleri ve nasıl üretildiklerine dair ipuçları aramak için FAST ve GBT gibi güçlü radyo teleskoplarına yöneldiler.
Hala gizemli olarak kabul edilse de, çoğu FRB’nin kaynağının, evrendeki en güçlü manyetik alanlara sahip, inanılmaz derecede yoğun, şehir boyutundaki nötron yıldızları olan magnetarlar olduğuna inanılıyor. Tipik olarak neredeyse %100 polarizasyona sahiptirler. Tersine, Güneş ve diğer yıldızlar gibi sıcak rasgele plazmaları içeren birçok astrofizik kaynakta, salınan elektrik alanlarının rastgele yönelimleri olduğu için gözlenen emisyon polarize değildir.
İşte kozmik dedektiflik işi burada devreye giriyor.
Ekibin ilk olarak geçen yıl yayınladığı bir çalışmada, DoğaFAST, aktif tekrarlayıcı FRB 121102’den 1.652 darbe tespit etti. Kaynaktan gelen patlamaların, daha yüksek frekanslar kullanan diğer teleskoplarla oldukça polarize olduğu keşfedilmiş olsa da – magnetarlarla tutarlı – frekans bandında FAST ile tespit edilen patlamaların hiçbiri polarize değildi, HIZLI dünyanın en büyük tek çanaklı radyo teleskopu olmasına rağmen.
Yeni yayınlanan ilk yazar Feng, “Kutuplaşma olmaması bizi çok şaşırttı” dedi. Bilim kağıt. “Daha sonra, farklı frekans bantlarındaki diğer teleskoplarla – özellikle FAST’ınkinden daha yüksek olanlarla – sistematik olarak diğer tekrarlayan FRB’lere baktığımızda, birleşik bir resim ortaya çıktı.”
Zhang’a göre, birleşik resim, yinelenen her FRB kaynağının yüksek oranda manyetize edilmiş yoğun bir kaynakla çevrelenmesidir. plazma. Bu plazma, frekansın bir fonksiyonu olarak polarizasyon açısının farklı dönüşünü üretir ve alınan radyo dalgaları, dalgaların plazma tarafından saçılması nedeniyle birden çok yoldan gelir.
Zhang, ekip yalnızca tek bir ayarlanabilir parametreyi hesaba kattığında, çoklu gözlemlerin sistematik bir frekans evrimi, yani daha düşük frekanslara doğru depolarizasyon ortaya çıkardığını söylüyor.
“Yalnızca bir serbest parametre ile böylesine basit bir açıklama, tekrar eden FRB’lerin kökeninin fiziksel olarak anlaşılmasına yönelik büyük bir adımı temsil edebilir” diyor.
Çalışmanın ilgili yazarı Di Li, analizin FRB’lerin kozmik bulmacasını tamamlamada bir köşe parçasını temsil edebileceğini kabul ediyor. “Örneğin, son derece aktif FRB’ler ayrı bir popülasyon olabilir” diyor. “Alternatif olarak, daha karmaşık ortamlarda daha aktif kaynakların daha genç patlamalar olduğu FRB’lerde evrimsel eğilimi görmeye başlıyoruz.”
“Tekrarlanan hızlı radyo patlamalarının frekansa bağlı polarizasyonu – kökenleri için çıkarımlar” adlı çalışma 17 Mart’ta dergide yayınlandı. Bilim. 11 kurumdan 25 ortak yazarı içerir ve kurumlar arasında uzun süredir devam eden işbirliğinin bir parçasıdır. UNLV ve NAOC’ye ek olarak, işbirliği yapan kurumlar arasında Yunnan Üniversitesi, Princeton ÜniversitesiWestern Sidney Üniversitesi, Pekin Üniversitesi ve Green Bank Gözlemevi, ABD.
Referans: Yi Feng, Di Li, Yuan-Pei Yang, Yongkun Zhang, Weiwei Zhu, Bing Zhang, Wenbin Lu, Pei Wang, Shi Dai, Ryan S. Lynch, Jumei Yao, Jinchen Jiang, Jiarui Niu, Dejiang Zhou, Heng Xu, Chenchen Miao, Chenhui Niu, Lingqi Meng, Lei Qian, Chao-Wei Tsai, Bojun Wang, Mengyao Xue, Youling Yue, Mao Yuan, Songbo Zhang ve Lei Zhang, 17 Mart 2022, Bilim.
DOI: 10.1126/science.abl7759