Naukowcy z MIT znaleźli źródło szybkich błysków radiowych
Fast radio bursts (FRB), czyli szybkie błyski radiowe, to krótkie wybuchy fal radiowych pochodzące z bardzo masywnych obiektów, takich jak gwiazdy neutronowe i czarne dziury. Trwają jedynie kilka milisekund i potrafią świecić jaśniej od niektórych galaktyk. FRB po raz pierwszy zaobserwowano w 2007 roku i od tamtego czasu wykryto tysiące takich zdarzeń, zarówno w naszej galaktyce, jak i w odległościach do 8 miliardów lat świetlnych od niej. Mimo to nadal jest wiele sporów na temat tego, jak dokładnie one powstają. Astronomom z Massachusetts Institute of Technology (MIT) udało się określić źródło jednego z takich wybuchów za pomocą nowej techniki, którą … The post Naukowcy z MIT znaleźli źródło szybkich błysków radiowych first appeared on AstroNET – Polski Portal Astronomiczny.
Fast radio bursts (FRB), czyli szybkie błyski radiowe, to krótkie wybuchy fal radiowych pochodzące z bardzo masywnych obiektów, takich jak gwiazdy neutronowe i czarne dziury. Trwają jedynie kilka milisekund i potrafią świecić jaśniej od niektórych galaktyk. FRB po raz pierwszy zaobserwowano w 2007 roku i od tamtego czasu wykryto tysiące takich zdarzeń, zarówno w naszej galaktyce, jak i w odległościach do 8 miliardów lat świetlnych od niej. Mimo to nadal jest wiele sporów na temat tego, jak dokładnie one powstają.
Astronomom z Massachusetts Institute of Technology (MIT) udało się określić źródło jednego z takich wybuchów za pomocą nowej techniki, którą można wykorzystać do badania innych FRB. W pracy opublikowanej w magazynie Nature skupiono się na FRB 20221022A – błysku pochodzącym z galaktyki oddalonej około 200 milionów lat świetlnych od nas.
Naukowcy zajęli się dokładnym określeniem miejsca błysku, analizując jego scyntylację, czyli zmiany jego jasności podobne do migotania gwiazd na niebie. Odkryli, że FRB powstają dużo bliżej ich źródła, niż wskazywały wcześniejsze modele. Obliczyli, że FRB 20221022A wybuchło do 10 tysięcy km od gwiazdy neutronowej. W skali kosmicznej jest to bardzo niewielka odległość, porównywalna z dystansem od Nowego Yorku do Singapuru. Można więc stwierdzić, że powstało ono w magnetosferze – obszarze wokół gwiazdy o silnym polu magnetycznym. Jest to pierwszy niezbity dowód na to, że FRB może powstawać właśnie tam. Warunki otaczające gwiazdy neutronowe są jednymi z najbardziej ekstremalnych w całym wszechświecie. Nie mogą tam istnieć atomy, ponieważ zostałyby od razu rozszarpane przez pole magnetyczne. Praca naukowców z MIT wskazała, że energia znajdująca się tam może być emitowana w postaci fal radiowych.
Radioteleskop CHIME podczas budowy.
Wiadome jest, że pochodzą one z bardzo gęstych obiektów, jednak dokładna fizyka za nimi stojąca jest jeszcze nieznana. Niektóre modele sugerowały, że powstają w magnetosferze, a inne, że są częścią fali uderzeniowej, która rozprzestrzenia się od obiektu.
Aby określić, który z tych modeli jest prawdziwy, wzięto pod uwagę efekt scyntylacji. Zachodzi on wtedy, gdy światło z małego jasnego źródła przechodzi przez nieprzejrzysty ośrodek, taki jak pył międzygwiazdowy lub gaz. Podczas przechodzenia światło załamuje się, powodując efekt migotania widziany przez odległego obserwatora. Światło z bliższych i większych obiektów, takich jak planety naszego Układu Słonecznego zagina się mniej, przez co nie migoczą one na niebie.
Zespół astronomów stwierdził, że jeżeli określą do jakiego stopnia FRB migocze, to mogą stwierdzić wielkość regionu z jakiego pochodzi. Im mniejszy ten region, tym bliżej źródła powstał rozbłysk i tym większa szansa, że pochodzi z magnetosfery. FRB 20221022A – wybuch wykryty przez CHIME w 2022 roku – trwał około 2 milisekundy i jest całkiem zwyczajnym FRB pod względem jasności. Zespół z Uniwersytetu McGilla odkrył jednak coś ciekawego. Światło było spolaryzowane wzdłuż krzywej o kształcie litery S. Oznacza to, że źródło FRB się obraca, co jest charakterystyczne dla pulsarów, czyli wysoce namagnetyzowanych obracających się gwiazd neutronowych. Sugeruje to, że FRB 20221022A pochodzi z bliskiej odległości swojej gwiazdy neutronowej.
Żeby móc udowodnić, że błysk powstał blisko gwiazdy neutronowej, zespół z MIT analizował dane z CHIME. Zaobserwowano duże zmiany w jasności, co oznaczało, że FRB 20221022A migocze. Pomiędzy teleskopem a FRB był pewien gaz, który załamywał i filtrował światło z błysku. Udało się określić, gdzie ten gaz powinien się znajdować i potwierdzono, że gaz z galaktyki, z której pochodzi FRB, jest odpowiedzialny za część migotania. Działał on jak obiektyw pozwalający na powiększenie obszaru wokół wybuchu, umożliwiając określenie miejsca powstania FRB na jedynie około 10 tysięcy km od gwiazdy. Gdyby to wydarzenie zaszło w fali uderzeniowej, obszar ten wynosiłby dziesiątki milionów kilometrów i nie byłoby w ogóle widać scyntylacji.
To odkrycie, razem z wynikami zespołu z Uniwersytetu McGilla potwierdziły po raz pierwszy, że FRB mogą pochodzić z magnetosfery. Zostało również poparte przez inne instytucje w tym: Canada Foundation for Innovation, Dunlap Institute for Astronomy and Astrophysics na Uniwersytecie w Toronto, The Canadian Institute for Advanced Research, The Trottier Space Institute na Uniwersytecie McGilla i Uniwersytet Kolumbii Brytyjskiej.
Korekta – Dominika Pik
The post Naukowcy z MIT znaleźli źródło szybkich błysków radiowych first appeared on AstroNET – Polski Portal Astronomiczny.
