Flip-flopping manyetik alanlar, uzaydan gelen şaşırtıcı hızlı radyo patlamaları için bir çözüme işaret ediyor

Hızlı radyo patlamaları -dış uzaydan gelen yoğun, milisaniyeler uzunluğundaki radyo enerjisi flaşları- şaşkın astronomlar 2007’de ilk tespit edilmelerinden bu yana. Tek bir patlama, kısa ömründe Güneş’in birkaç günde yaydığı kadar enerji yayabilir.

Kısa ömürlü darbelerin büyük çoğunluğu Samanyolu galaksimizin dışından kaynaklanır. Çoğunu neyin ürettiğini veya nasıl ürettiğini bilmiyoruz.

İçinde yayınlanan yeni araştırma Bilimbir yıldan fazla bir süredir tekrar eden hızlı bir radyo patlaması gözlemledik ve bunun güçlü ama oldukça değişken bir manyetik alanla çevrili olduğuna dair işaretler keşfettik.

Sonuçlarımız, bu kozmik patlamanın kaynağının, büyük bir refakatçi yıldız veya hatta bir kara delik tarafından üretilen yoğun, manyetize plazma rüzgarlarında dönen bir nötron yıldızından oluşan ikili bir sistem olabileceğini gösteriyor.

Tekrarlamayı asla bırakmayan hızlı bir radyo patlaması

FRB 20190520B olarak bilinen tekrarlanan patlama, 2022’de keşfedildi Çin’deki Beş Yüz Metre Açıklıklı Küresel Radyo Teleskopu’ndaki (FAST) gökbilimciler tarafından. Tekrarlanan hızlı radyo patlamaları nadirdir, ancak FRB 20190520B en nadir olanıdır: asla dinlenmeyen tek tanesidir, saatte birkaç kez, bazen birden fazla radyo frekansında radyo patlamaları üretir.

Bu ilginç nesne ilk kez bulunduktan sonra, gökbilimciler diğer radyo dalga boylarını kullanarak ilk gözlemi takip etmek için acele ettiler.

Daha fazla araştırma, FRB 20190520B’nin 3,9 milyar ışıkyılı uzaklıktaki bir cüce galakside son derece yoğun bir ortamda yaşadığını gösterdi. FRB kaynağını çevreleyen, güçlü, kalıcı radyo emisyonları üreten malzemeler de vardır.

Bu, patlama kaynağının karmaşık bir ortamdaki genç bir nötron yıldızı olduğu yönünde önerilere yol açtı.

Güçlü manyetik alanlar

Bu galaksiler arası havai fişek ve çevresi hakkında başka neler öğrenebiliriz? FRB 20190520B gözlemlerini CSIRO’nun Yeni Güney Galler’deki Parkes radyo teleskopu Murriyang ve Amerika Birleşik Devletleri’ndeki Green Bank Teleskobu kullanarak gerçekleştirdik.

Şaşırtıcı bir şekilde, FRB 20190520B nispeten yüksek radyo frekanslarında güçlü sinyaller üretti. Bu yüksek frekanslı sinyallerin oldukça polarize olduğu ortaya çıktı – bu, elektromanyetik dalgaların bir yönde diğerlerinden çok daha güçlü “salladığı” anlamına geliyor.

Bu polarizasyonun yönünün farklı frekanslarda değiştiğini bulduk. Ne kadar değiştiğini ölçmek, bize sinyalin içinden geçtiği manyetik alanın gücü hakkında bilgi verir.

Görünen o ki, bu polarizasyon ölçümü, FRB 20190520B çevresindeki ortamın oldukça manyetize olduğunu gösteriyor. Dahası, manyetik alanın gücünün kaynağı gözlemlediğimiz 16 ay boyunca değiştiği ve hatta yönünü tamamen iki kez değiştirdiği görüldü.

Hızlı bir radyo patlamasının etrafındaki manyetik alanın yönündeki bu değişiklik daha önce hiç gözlemlenmemişti.

resim doldurma

Bu bize FRB 20190520B hakkında ne söylüyor? Tekrarlanan hızlı radyo patlamalarına ilişkin son gözlemleri açıklayan en popüler teoriler, bir nötron yıldızından ve başka bir büyük kütleli yıldızdan veya bir kara delikten oluşan ikili sistemleri içerir.

Henüz diğer hipotezleri göz ardı edemesek de, sonuçlarımız büyük kütleli yıldız senaryosunu destekliyor.

Devasa yıldızların, etraflarında düzenli manyetik alanlar bulunan güçlü yıldız rüzgarlarına sahip oldukları bilinmektedir. Patlamaların kaynağı, yörüngesinden geçerken yıldız rüzgarı bölgesine girip çıkıyorsa, gözlemlenen manyetik alan yönünün tersine dönmesini beklerdik.

Manyetik alanın tersine çevrilmesinin zaman ölçeği, görünür alan gücünde ölçülen değişkenlik ve patlama kaynağını çevreleyen yoğun plazmanın tümü bu resme uyuyor.

Sıradaki ne?

Gözlemlerimiz, tekrarlayan hızlı radyo patlamalarının kaynaklarının yüksek derecede manyetize edilmiş plazma üretebilen devasa bir refakatçiye sahip olduğu hipotezini desteklemek için çok önemli kanıtlar sağlayabilir.

Daha da önemlisi, ikili hipotez bize gelecek için bir tahmin veriyor. Doğruysa, FRB 20190520B’den gelen radyo sinyallerinin polarizasyonundaki değişiklikler daha uzun sürelerde artmalı ve düşmelidir.

Yani izliyor olacağız. Murriyang ve Green Bank Teleskopu ile gelecekte yapılacak gözlemler, FRB 20190520B’nin gerçekten ikili bir sistemde olup olmadığını veya Evrenin bizi bir kez daha şaşırtıp şaşırtmayacağını ortaya çıkaracak.

Bu makale şu adresten yeniden yayınlanmıştır: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak orijinal makale.