Tekrarlayan hızlı radyo patlamalarının frekansa bağlı polarizasyonu, kökenlerini ortaya koyuyor

Hızlı radyo patlamaları (FRB’ler), henüz kaynağı bilinmeyen radyo bantlarındaki en parlak milisaniye süreli astronomik geçişlerdir.

FRB’lerin polarizasyonu, ortamları hakkında çok önemli bilgiler içerir. FRB’lerin yüksek doğrulukta polarizasyon ölçümleri bu nedenle kökenlerini anlamak için önemlidir.

Çin Bilimler Akademisi’nin (NAOC) Ulusal Astronomik Gözlemevlerinden Dr. Li Di tarafından yönetilen bir araştırma ekibi, Beş yüz metrelik Küresel Diyaframlı Radyo Teleskopu (FAST) ve Robert’ı kullanarak beş tekrar eden FRB kaynağının polarizasyon özelliklerini analiz etti. C. Byrd Green Bank Teleskobu (GBT).

Çalışma yayınlandı Bilim 18 Mart’ta.

Çok çeşitli mevcut verilerle birleştirildiğinde, bu gözlemler sistematik frekans evrimini, yani tek bir parametre ile iyi bir şekilde tanımlanabilen daha düşük frekanslara doğru depolarizasyonu, yani dönme ölçüsü (RM) saçılımını (σ) ortaya koymaktadır._RM).

Tekrarlayan FRB’lerin böyle bir birleşik tanımı, patlama kaynaklarının yakınında ve/veya çevresinde bir süpernova kalıntısı, bir pulsar rüzgar bulutsusu veya büyük karadeliklerin yakınındaki plazma olabilecek karmaşık bir ortamı gösterir.

İlk tekrar eden FRB kaynağı olan FRB 121102, görüş hattı boyunca elektron yoğunluğunun ve manyetik alan gücünün bir ürünü olan, karşılık gelen son derece büyük bir RM ile yüksek derecede bir polarizasyona sahiptir.

yayınlanan bir araştırmaya göre Doğa 2021’de, 2019’da 50 günlük sürede FAST, 1.652 darbe tespit etti, ancak bu hazinede herhangi bir polarizasyon tespit edilmedi. Her iki makalenin de ilgili yazarı Dr. Li Di, “Lineer polarizasyonun algılanmaması, 1.0–1.4 GHz arasındaki bandındaki FAST ile, benzersiz duyarlılığına rağmen, istisnadan ziyade bir normdur” dedi.

Ekip ayrıca diğer aktif tekrarlayıcıları FAST ile izlemeye devam etti. “Gözlemlerimizin çoğunda kutuplaşma olmaması bizi çok şaşırttı. Daha sonra, bu FRB’leri diğer frekans bantlarındaki, özellikle FAST’tan daha yüksek olan diğer büyük tesislerle sistematik olarak incelediğimizde, birleşik bir tablo ortaya çıktı” dedi. makalenin ilk yazarı Dr. Feng Yi, şu anda Zhejiang Ulusal Laboratuarı’nda görevli bir bilim insanıdır.

Toplam dokuz tekrar eden ve 12 tek patlamalı FRB’ye karşılık gelen diğer yayınlanmış verilerle birleştirilmiş bir analizde, araştırmacılar basit bir fiziksel resme, yani çok yollu RM saçılmasına dayalı olarak düşük frekanslara doğru depolarizasyonu nicel olarak tanımlayabildiler. FRB’lerin önündeki ve/veya etrafındaki homojen olmayan elektron yoğunluğu nedeniyle, herhangi bir anda gelen darbe sinyali, farklı yollar boyunca seyahat eden radyo fotonları içerebilir. Sonuç olarak, fotonlar teleskop alıcısı tarafından toplanırken darbe sinyali polarizasyonunun bir kısmını/tümünü kaybeder.

Böyle bir etki, daha uzun dalga boyundaki (düşük frekanslı) fotonlar/ışık dalgaları üzerinde daha fazladır ve teleskoplar arasında belirgin farklılıklara yol açar. Özellikle, polarizasyonun FAST’ta neden algılanmadığını açıklar.

Sadece bir serbest parametre ile böyle basit bir açıklama, tekrar eden FRB’lerin kökeninin fiziksel olarak anlaşılmasına yönelik büyük bir adımı temsil eder. RM saçılımının sayısal değeri, daha büyük σ ile tekrarlayıcılar arasında değişir._RM daha aktif olma eğiliminde ve daha karmaşık bir ortamın belirtileriyle. Yunnan Üniversitesi’nden Yang Yuanpei, ekibin model geliştirme çabalarına liderlik ediyor. Benzer bir eğilim, tekrarlayıcı olmayanlarda da bulunabilir, ancak teknik zorluklar nedeniyle tekrarlayıcı olmayanlar için bu tür çok bantlı bilgilere ulaşılamamıştır.

“Bu son derece aktif FRB’ler farklı bir popülasyon olabilir. Daha büyük σ ile temsil edilen daha karmaşık ortamlarda daha aktif kaynaklarla FRB’lerde evrimsel eğilimi görmeye başlıyoruz._RM daha genç patlamalar,” dedi Dr. Li.