Yeni keşfedilen Fast Radio Burst 190520, garip davranışlar nedeniyle daha fazla soru soruyor

Yeni keşfedilen hızlı radyo patlaması (FRB) 190520, şimdiye kadar keşfedilen diğer FRB’lere kıyasla benzersiz bir davranış sergiliyor. Bu sapkın kozmik patlama, West Virginia Üniversitesi ve Yerçekimi Dalgaları ve Kozmoloji Merkezi’ndeki araştırmacılar tarafından ortaklaşa yönetilen uluslararası bir ekip tarafından gözlemlendi. Tam kalıbı anladığınızı düşündüğünüzde, garip bir aykırı değer ortaya çıkar ve sizi tüm bildiklerinizi yeniden değerlendirmeye zorlar.

Profesör Sarah Burke-Spolaor ile birlikte WVU Fizik ve Astronomi Bölümü ve Yerçekimi Dalgaları ve Kozmoloji Merkezi’nden Lisansüstü Asistan Kshitij Aggarwal, bulgularını yayınladı Doğa. Makalede, FRB 190520 olarak adlandırılan hızlı radyo patlamasının benzersiz davranışını gözlemlemeyi anlatıyorlar.

Ek olarak, Batı Virginia Üniversitesi Lisansüstü Öğrencileri Jessica Sydnor ve Reshma Thomas, keşifte kritik roller oynadılar.

Thomas, ilk keşifte bulunan bazı ilginç özellikleri daha iyi anlamak için FRB hakkında takip verileri elde etmek için Burke-Spolaor ile yakın çalıştı. Snyder, FAST işbirlikçileri tarafından görülen sonuçları çapraz kontrol etmek için görüntüleme ve görüntü yorumlamada Burke-Spolaor’a yardım etti.

Garip olan

FRB’ler, galaksimiz Samanyolu’nun çok ötesinde bulunan astrofiziksel kaynakların neden olduğu geçici radyo darbeleridir. Bu milisaniyelik sürelerin kökenleri, parlak, ekstragalaktik flaşlar hala tam olarak anlaşılmamış olsa da, araştırmacılar her yeni keşifle gizemi kapatıyorlar. Bu FRB, FRB 190520, bilinen tüm FRB’ler arasında bir aykırı değer olarak kabul edilecek kadar benzersiz olduğunu kanıtladı. İlk olarak, tekrarlayıcı olarak sınıflandırıldı. Tekrarlayıcı, darbelerini rastgele tekrarlayan bir FRB’dir. Tipik olarak, FRB’ler tahmin edilemez, ancak tekrarlayıcılar daha güvenilirdir ancak aynı zamanda nadirdir. Yinelenen davranışlarla, araştırmacılar verilere daha iyi odaklanabilir ve göreceli hassasiyetle gözlemleyebilir ve gelecekteki gözlemlere yardımcı olan tekrarlayan patlamaları haritalayabilir. FRB 190520, şimdiye kadar gözlemlenmiş en aktif tekrarlayan FRB’lerden biridir.

Ayrıca, bu, kendisiyle ilişkili kalıcı bir radyo kaynağına sahip 20’den fazla yerelleştirilmiş FRB’den yalnızca ikinci yerelleştirilmiş FRB’dir. Lokalizasyon, bir FRB konumunun uzayda çok küçük bir alana tam olarak işaret edilmesi ve FRB’nin o konumun yakınındaki bir ana galaksiye bağlanmasıdır. FRB 190520’nin ev sahibi gökadasının gözlemleri, beklenenden çok daha yakın olduğunu gösterdi. Genel olarak, diğer FRB’lerden çok farklı davranıyordu ve ekipten daha fazla soru soruyordu. Bu neden farklıydı? Farklı davranmasını sağlayan şey neydi? Davranış, gerçek FRB’nin kendisinden mi yoksa ana galaksisinden mi kaynaklanıyor? Bu ev sahibi galaksi, gökbilimcilere kozmoloji bulmacasının daha fazla parçasını doldurabilecek daha fazla ipucu verebilir mi?

Keşfin nasıl ortaya çıktığını anlamaya başlayalım.

bu İlk FRB, 2007 yılında Batı Virginia Üniversitesi tarafından keşfedildi. Profesör Duncan Lorimer, Profesör Maura McLaughlin ve Lorimer, D. Narkeviç ile birlikte çalışan bir lisans öğrencisi, Parkes Gözlemevi tarafından kaydedilen arşiv verilerini analiz ederken. Bu patlama başlangıçta Lorimer Patlaması olarak adlandırıldı. Bu keşif, FRB’ler hakkında bütün bir çalışma alanının kapılarını açtı. FRB 190520, 2019 yılında FAST (Beş yüz metre Diyaframlı Küresel Radyo Teleskopu) kullanan araştırmacılar tarafından keşfedildi. 2020 yılında, bir araştırma ekibi VLA (Karl G. Jansky Çok Büyük Dizi) gözlemevini kullanarak FRB 190520’yi gözlemledi ve dikkate değer özellikler buldu. , bu özel FRB’ye çok özel.

14 yılı hızlı ileri saran FRB 190520, bir dizi yeni soruyu tetikliyor.

Bir FRB’nin yerini nasıl bilirsiniz?

Doppler etkisine oldukça benzer şekilde, gökbilimciler kırmızıya kayma veya ses dalgaları uzayda hareket ederken yayılan ışığın dalga boyunu kullanırlar. Ambulansın çıkardığı sese çok benzer; size doğru hareket ettikçe perdesi değişir ve zirve yapar ve sonra sizden uzaklaştıkça perdesi düşer. Işık dalgaları benzer şekilde hareket eder. Işık, bizden uzakta ve bizden uzaklaşan nesneler için tayfın kırmızı tarafına doğru sürüklenir ve gökbilimcilerin bir galaksinin Dünya’ya göre hızını ölçmesine ve hesaplamasına olanak tanır.

Ekip, FRB hakkında bildikleri her şeyi bir araya getirerek, FRB 190520 ile ortak bir kalıcı radyo kaynağı (PRS) tespit ettikleri yerde verileri gözlemlemek ve toplamak için VLA’daki Realfast gözlem sistemini kullandı. Ekip, FRB’nin konumunu realfast ile kullanarak arama yaptı. ev sahibi gökada için ve ~0.2 uzaklıkta bir cüce gökada olan ev sahibi gökadayı tanımladı. Ekip, PRS’nin FRB ile mi ilgili yoksa kendi ortamında FRB’ye yakın bir şey mi olduğundan emin değil. Her iki senaryo etrafında birçok teori mevcuttur. Bu, aynı zamanda ortak yerelleştirilmiş tekrarlayıcıların daha iyi anlaşılmasının başlangıcıdır.

Dağılım Ölçümünü Kullanarak Yolculuk Hesaplamaları

Yıldızlar ve galaksiler arasındaki “boş” alanı işgal eden plazma, aslında ışığın yavaşlamasına neden olur ve bu etki, düşük radyo frekanslarında daha aşırı hale gelir. Bu, yüksek radyo frekanslı sinyallerin önce ulaşmasına ve düşük radyo frekanslı sinyallerin daha sonra gelmesine neden olarak FRB’lerin verilerde azalan bir “ıslık” göstermesine neden olur. Bu alçalan tonun süresi, içinden geçtiği gaz ve madde miktarını hesaplamak için kullanılabilir ve onlara bunun nereden geldiğine dair bir fikir verir. Dağılım Ölçümü (DM), bize evrenimiz hakkında çok fazla bilgi verir, çünkü uzaydaki elektron dağılımını anlatır. Çok uzaktaki bir FRB’den gelen darbeler, evrendeki gaz ve plazma gibi, maddenin içinde hareket ederken, darbelerin sesleri, galaksiler arası ortamdaki (kendi galaksimizin dışındaki) elektronlardan sıçrayarak darbede değişikliklere neden olur. Gökbilimciler, kendi Galaksimiz olan Samanyolu içindeki dağılımı hesaplayabilirler. Samanyolu’nun ötesinde, galaksiler arası ortamdaki dağılım bilinmiyor, bu nedenle araştırmacıların boşlukları hesaplanmış tahminlerle doldurmaları gerekiyor. Galaksiler arası ortamda saklanan çok sayıda madde olabilir; başka bir gün için başka bir bulmaca.

FRB 190520 DM

Ekip, dağılım ölçüsünü hesaplarken çok büyük olduğunu keşfetti. Dağılım ölçüsü (DM), FRB’nin ne kadar uzakta olabileceğini tahmin etmek için kullanılır ve yalnızca DM’ye dayanarak çok uzakta olması gerekirdi, ancak kırmızıya kayma ile birleştiğinde hiç de uzak değildi; tam tersi. Çok yakındı. Kırmızıya kayma/DM ilişkisini kullanan mevcut gözlemlere dayanarak, bu FRB’nin özelliklerinin büyük ölçüde benzersiz, hatta bir aykırı değer olduğu kanıtlandı. Bu çığır açan hesaplama artık FRB’lere olan mesafeleri belirlemek için FRB analizinde rutin olarak kullanılan DM-kırmızıya kayma ilişkilerine meydan okuyor.

Aykırı Değer

FRB 190520, benzersizliğini bir kez daha kanıtlamak zorunda kaldı. DM’si çok büyüktü ve tipik olarak FRB’nin ne kadar uzağa yerleştirilebileceğini tahmin etmek için kullanılır. Yalnızca DM’ye dayanarak, çok uzak olmalıydı, ancak kırmızıya kayma aksini kanıtladı. Aslında Dünya’ya çok yakındı.

Tüm FRB’ler aynı şekilde davranırsa, bunları ortalama bir puan olarak hizmet etmek için kullanabiliriz. Ancak FRB 190520 gibi sapmış FRB’lerimiz varsa, ortalamalar eşit olarak sunulmaz. Başka bir deyişle, karışımdaki bariz aykırı değerler nedeniyle bilinen ortalamanın daha geniş olmasına neden olabilir.

Aggarwal’a göre, FRB 190520, ilk tahminleri ve varsayımları pencereden atabilir.

FRB 190520, sürekli bilinmeyenlerin bir portalı olduğunu kanıtlıyor. Bu aykırı değer ve onun ev sahibi gökadası, FRB’lerin kozmik dünyası hakkında daha fazla soru açtı ve araştırmacıları daha fazla bilimsel merakla meraklandırdı. Araştırmacılar bu FRB’leri, evrenin evrimi gibi, evrenle ilgili diğer araştırma alanları hakkında önemli sonuçlar çıkarmak için kullandılar. Burke Spolaor, “Kozmolojik gözlemlere dayanarak görebildiğimiz tüm yıldızları, gazı ve diğer parlak şeyleri sayarsanız, daha fazla eksik maddenin hesaba katılması gerekir, ancak bu doğrudan ölçümlere tam olarak sahip değiliz” diye açıklıyor. FRB’ler, galaksiler arasındaki boşluğu araştırarak, gizli madde de dahil olmak üzere galaksiler arası ortam hakkında bilinmeyen detayları doldurmaya yardımcı olabilir.

FRB 190520 ile ilgili bir şeyler oluyor ve daha fazlasını öğrenmek istiyoruz! Ev sahibi gökada veya bu FRB’nin etrafındaki çevre, böylesine yüksek bir dağılıma katkıda bulunabilecek benzersiz bir şeye sahiptir. Yerelleştirme, FRB’yi ana gökadasının yerini saptayarak ve tam mesafesini tahmin ederek FRB 190520 gibi aykırı değerleri daha iyi anlamanın anahtarıdır.

Her keşifle, bulmaca daha karmaşık hale gelir ve evrenin evrimi ve ötesi ile ilgili sorulara daha fazla yanıt sunar.

Şu anda bir anormallik olsa da, FRB 190520 gibi tekrar eden FRB’ler hakkında daha fazla ayrıntı ortaya çıktıkça, beş veya on yıl içinde normal olarak kabul edilebilir.