Sanatçının, manyetar adı verilen, radyo dalgaları (kırmızı) yayan ultra güçlü bir manyetik alana sahip bir nötron yıldızı anlayışı. Magnetarlar, Hızlı Radyo Patlamaları oluşturan şey için önde gelen bir adaydır. Kredi: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
Radyo astronomisinde, hızlı bir radyo patlaması (FRB), henüz keşfedilmemiş bazı gizemli yüksek enerjili astrofiziksel süreçlerin neden olduğu, milisaniyenin bir bölümünden birkaç milisaniyeye kadar değişen uzunlukta geçici bir radyo darbesidir. Gökbilimciler, ortalama FRB salınımının, bir milisaniyede (saniyenin binde biri) Güneş’in 3 günde (ki bu 250.000 saniyeden fazla) ortaya çıkardığı kadar enerji saldığını tahmin ediyor.
Duncan Lorimer ve öğrencisi David Narkeviç, ilk FRB’yi 2007’de keşfetti ve yaygın olarak Lorimer Burst olarak bilinir. O zamandan beri, birçok başka FRB tespit edildi. Bunlardan biri olan FRB 180916, her 16.35 günde bir düzenli olarak titreştiği için son derece gizemlidir.
Şimdi, gökbilimciler, patlamalar arasında daha zayıf ama kalıcı radyo emisyonunun kompakt bir kaynağı ile oldukça aktif, tekrarlayan hızlı bir radyo patlamasının yalnızca ikinci örneğini buldular. Keşif, bu gizemli nesnelerin doğası ve ayrıca galaksiler arası uzayın doğasını incelemek için araçlar olarak kullanışlılıkları hakkında yeni soruları gündeme getiriyor. Bilim adamları, ilk olarak 2019’da keşfedilen nesneyi incelemek için Ulusal Bilim Vakfı’nın Karl G. Jansky Çok Büyük Dizisini (VLA) ve diğer teleskopları kullandılar.
FRB 190520 olarak adlandırılan nesne, Çin’de Beş yüz metrelik Diyaframlı Küresel Radyo Teleskopu (FAST) tarafından bulundu. 20 Mayıs 2019’da nesneden bir patlama meydana geldi ve o yılın Kasım ayında bu teleskoptan alınan verilerde bulundu. FAST ile yapılan takip gözlemleri, diğer birçok FRB’den farklı olarak, sık sık tekrarlayan radyo dalgaları yaydığını gösterdi.
Hızlı Radyo Patlaması FRB 190520’nin (kırmızı), FRB patlarken optik görüntüyle birleştirilmiş VLA görüntüsü. Kredi: Niu, et al.; Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF; CFHT
2020’de VLA ile yapılan gözlemler, nesnenin yerini tam olarak belirledi ve bu, Hawaii’deki Subaru teleskopuyla yapılan görünür ışık gözlemlerinin, Dünya’dan yaklaşık 3 milyar ışıkyılı uzaklıkta bir cüce gökadanın eteklerinde olduğunu göstermesine izin verdi. VLA gözlemleri, nesnenin patlamalar arasında sürekli olarak daha zayıf radyo dalgaları yaydığını da buldu.
“Bu özellikler, bunu çok benziyor pozisyonu belirlenen ilk FRB – ayrıca VLA tarafından – 2016’da,” dedi Caltech’ten Casey Law. Bu gelişme, bir FRB’nin çevresi ve mesafesi hakkında ilk bilgileri sağlayan büyük bir atılımdı. Bununla birlikte, kompakt bir bölgeden gelen tekrarlayan patlamalar ve patlamalar arasındaki kalıcı radyo emisyonu kombinasyonu, FRB 121102 olarak adlandırılan 2016 nesnesini şimdiye kadar bilinen tüm diğer FRB’lerden ayırdı.
FRB 190520 bölgesi, görünür ışıkta, nesnenin patlaması ve patlamaması arasında hareketli Hızlı Radyo Patlamasının VLA görüntüsü ile. Kredi: Niu, et al.; Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF; CFHT
Law, “Şimdi elimizde buna benzer iki tane var ve bu da bazı önemli soruları gündeme getiriyor” dedi. Law, bulgularını dergide bildiren uluslararası bir gökbilimciler ekibinin parçasıdır. Doğa.
FRB 190520 ve FRB 121102 ve diğerleri arasındaki farklar, daha önce öne sürülen iki farklı FRB türü olabileceği olasılığını güçlendirmektedir.
“Tekrar edenler, etmeyenlerden farklı mı? Peki ya kalıcı radyo emisyonu – bu yaygın mı?” Batı Virginia Üniversitesi’nde (WVU) yüksek lisans öğrencisi olan Kshitij Aggarwal dedi.
Gökbilimciler, FRB’leri üreten iki farklı mekanizma olabileceğini veya onları üreten nesnelerin evrimlerinin farklı aşamalarında farklı davranabileceğini öne sürüyorlar. FRB kaynakları için önde gelen adaylar, büyük bir yıldızın bir süpernova olarak patlamasından sonra kalan süper yoğun nötron yıldızları veya magnetar adı verilen ultra güçlü manyetik alanlara sahip nötron yıldızlarıdır.
FRB 190520’nin gökyüzündeki konumu. Kredi: Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF
FRB 190520’nin bir özelliği, FRB’lerin Dünya ile aralarındaki materyali incelemek için araçlar olarak kullanışlılığını sorgulamaya çağırıyor. Gökbilimciler, bu zayıf malzemenin kendisi hakkında bilgi edinmek için genellikle araya giren malzemenin uzak nesneler tarafından yayılan radyo dalgaları üzerindeki etkilerini analiz eder. Böyle bir etki, radyo dalgaları serbest elektronlar içeren uzaydan geçtiğinde meydana gelir. Bu durumda, yüksek frekanslı dalgalar, düşük frekanslı dalgalardan daha hızlı hareket eder.
Dağılma adı verilen bu etki, nesne ile Dünya arasındaki boşluktaki elektronların yoğunluğunu belirlemek için ölçülebilir veya elektron yoğunluğu biliniyorsa veya varsayılıyorsa, nesneye olan mesafenin kaba bir tahminini sağlar. Etki genellikle pulsarlara uzaklık tahminleri yapmak için kullanılır.
Bu, FRB 190520 için işe yaramadı. Evrenin genişlemesinin neden olduğu galaksinin ışığının Doppler kaymasına dayanan bağımsız bir mesafe ölçümü, galaksiyi Dünya’dan yaklaşık 3 milyar ışıkyılı uzaklıkta konumlandırdı. Bununla birlikte, patlamanın sinyali, normalde kabaca 8 ila 9,5 milyar ışıkyılı mesafeyi gösterecek olan bir dağılım miktarını gösterir.
Aggarwal, “Bu, FRB’nin yakınında, onu galaksiler arasındaki gazı ölçmek için kullanma girişimlerini karıştıracak çok fazla malzeme olduğu anlamına geliyor.” Dedi. “Diğerlerinde durum buysa, o zaman FRB’leri kozmik ölçütler olarak kullanacağımıza güvenemeyiz” diye ekledi.
Gökbilimciler, FRB 190520’nin hala süpernova patlaması tarafından fırlatılan yoğun malzeme ile çevrili bir “yenidoğan” olabileceğini tahmin ettiler. nötron yıldızı. Bu malzeme sonunda dağıldıkça, patlama sinyallerinin dağılımı da azalacaktır. “Yenidoğan” senaryosu altında, tekrarlayan patlamaların da daha genç FRB’lerin bir özelliği olabileceğini ve yaşla birlikte azaldığını söylediler.
“FRB alanı şu anda çok hızlı hareket ediyor ve her ay yeni keşifler ortaya çıkıyor. Ancak, hala büyük sorular var ve bu nesne bize bu sorular hakkında zorlu ipuçları veriyor” dedi WVU’dan Sarah Burke-Spolaor.
Referans: “Kalıcı bir radyo kaynağıyla ilişkili yinelenen hızlı bir radyo patlaması” 8 Haziran 2022, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-022-04755-5
Ulusal Radyo Astronomi Gözlemevi, Ulusal Bilim Vakfı’nın Associated Universities, Inc. tarafından işbirliği anlaşması kapsamında işletilen bir tesisidir.