Radio Mysterieuze kosmische radio-uitbarsting gedetecteerd in een volledig onverwachte regio van de ruimte

Radio Mysterieuze kosmische radio-uitbarsting gedetecteerd in een volledig onverwachte regio van de ruimte

Radio

radio Artist's conceptie van de single fast radio burst en hoe het werd ontdekt.

Artist’s conceptie van de single fast radio burst en hoe het werd ontdekt.
Afbeelding: CSIRO / Dr. Andrew Howells

Al jaren worstelen astronomen met het begrijpen van de bron van snelle radio-uitbarstingen, krachtige energiepulsen van een fractie van een seconde die ver buiten ons sterrenstelsel vandaan komen. In een verbazingwekkende technische prestatie zijn astronomen er eindelijk in geslaagd om de galactische oorsprong van een eenmalige FRB te lokaliseren, maar de onverwachte locatie in de ruimte suggereert dat wetenschappers terug moeten naar de tekentafel.

Nieuwonderzoekdat vandaag in Science is gepubliceerd, beschrijft dat de eerste enkele FRB zijn locatie op een specifiek sterrenstelsel heeft gericht.

“Dit is een zeer significant resultaat,” vertelde Shriharsh Tendulkar, een astronoom van McGill University die niet betrokken was bij de nieuwe studie, aan Gizmodo. “Ten eerste is het vanuit technisch oogpunt een zeer uitdagende taak om een ​​niet-herhalende snelle radioburst te vinden en om de positie ervan tegelijkertijd met dezelfde telescoop precies te meten.”

Inderdaad, een zichherhalende FRB is eerder gelokaliseerdin een verre melkweg, een prestatie geleverd door een door de Cornell University geleid team in 2017. FRB’s hebben echter twee smaken: repeaters en one-offs, waarvan de laatste vaker voorkomen, maar hoger tot dit punt waren onmogelijk om in de ruimte te lokaliseren vanwege hun voorbijgaande aard. Een team onder leiding van astronoom Keith Bannister van de Commonwealth Science and Industrial Research Organization (CSIRO) van de Australia Telescope National Facility is nu de eerste die de galactische oorsprong van een enkele, niet-herhalende FRB lokaliseert.

radio Een zicht op de ASKAP radiotelescooparray in Australië.

Een zicht op de ASKAP radiotelescooparray in Australië.
Afbeelding: CSIRO / Alex Cherney

Voor het eerst ontdekt in 2007 blijven snelle radio-uitbarstingen een slecht begrepen hemelfenomeen. Zoals de naam al doet vermoeden, zijn deze pulsen snel en duren ze enkele milliseconden; ze verblijven in het radiospectrum; en ze zijn buitengewoon krachtig, lang geleden ontstaan ​​in sterrenstelsels ver, ver weg. Astronomen kunnen alleen raden naar de bron van FRB’s, met heersende theorieën over neutronensterren met sterke magnetische velden (magnetars),donkere materie,zwarte gaten,supernovaeen zelfs de activiteiten vanbuitenaardse beschavingen.

Het vinden van snelle repeaters is betrekkelijk eenvoudig omdat ze op hetzelfde punt in de ruimte plaatsvinden. Het trianguleren van de positie van een niet-repeater met meerdere observatoria is echter aanzienlijk moeilijker, omdat astronomen niet kunnen voorspellen waar de volgende kan verschijnen. Om de locatie van een niet-repeater te lokaliseren, ontwikkelde het Bannister-team een ​​nieuwe aanpak waarmee ze minder dan een seconde nadat de burst werd gedetecteerd, astronomische gegevens konden bevriezen en opslaan.

Een belangrijke tool die dit mogelijk heeft gemaakt, is de Australische Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) radiotelescoop van CSIRO in West-Australië, die uit meerdere schotelantennes bestaat. ASKAP ontdekte de enkele FRB, FRB 180924 genaamd, en het team ontdekte dat het afkomstig was uit de buitenste regionen van een melkweg zo’n 3,6 miljard lichtjaar verwijderd, genaamd DES J214425.25-405400.81. Ze konden zijn locatie verkrijgen door te profiteren van het feit dat de FRB een iets andere afstand aflegde om elke schotelantenne te bereiken en op een iets ander tijdstip arriveerde.

“Uit deze kleine tijdsverschillen-slechts een fractie van een miljardste van een seconde-identificeerden we het thuisgamma van de burst en zelfs het exacte startpunt, 13.000 lichtjaren uit het centrum van de melkweg in de galactische buitenwijken,” verklaarde Adam Deller, een co-auteur van de studie en een astronoom aan de Swinburne University of Technology, in een persbericht van CSIRO Australia.

Bannister beschreef de prestatie op de volgende manier: “Als we op de maan zouden gaan staan ​​en met deze precisie naar de aarde zouden kijken, zouden we niet alleen kunnen vertellen uit welke stad de uitbarsting kwam, maar ook uit welke postcode – en zelfs uit welk stadsblok .”

Het sterrenstelsel werd vervolgens verder onderzocht door de Very Large Telescope van het European Southern Observatory in Chili, en de afstand tot de aarde werd gemeten door de Keck-telescoop in Hawaï en de Gemini South-telescoop in Chili. Samen zijn dit de drie grootste optische telescopen ter wereld.

“Wat ik het meest opmerkelijke vind, is dat het voor een enkele, eenmalige radiopuls is gelukt om zoveel diepgaande informatie te verzamelen,” Emily Petroff, een astronoom van het Nederlands Instituut voor Radioastronomie die niet is aangesloten bij de nieuwe studie, vertelde Gizmodo. “Ze waren niet alleen in staat om de uitbarsting precies vast te stellen aan de melkweg waar het vandaan kwam, maar ze waren ook in staat om een ​​meting te maken van het magnetisch veld in de omgeving rond de burst-bron.”

Deze prestatie bedreigt nu reeds bestaande opvattingen over de omgevingen waarin FRB’s worden verondersteld te bestaan. Zoals opgemerkt, kwam FRB 180924 uit in de buitenste regionen van zijn melkwegstelsel. De enige andere gelokaliseerde FRB, de repeater uit 2017, is ontstaan ​​uit een dwergsterrenstelsel in een dicht stervormingsgebied. Natuurlijk dachten astronomen dat dezedynamische, turbulente omgevingbijdroeg aan de opkomst van FRB’s, maar FRB 180924 werd gevonden in een grote melkweg rond de grootte van onze Melkweg, en in een regio waar stervorming vrijwel tot stilstand is gekomen.

Petroff zei dat deze twee sterrenstelsels “niet meer verschillend konden zijn” en dat dit nieuwe resultaat “ons meer vragen dan antwoorden geeft.” Maar “we weten tenminste dat ASKAP FRB’s kan lokaliseren van eenmalige pulsen, dus hopelijk zullen we antwoorden krijgen van meer gelokaliseerde uitbarstingen binnenkort, “zei ze.

“Het model dat astronomen bedacht hadden voor de zich herhalende FRB afkomstig van een jonge magnetar – een sterk gemagnetiseerde neutronenster – werkt eenvoudigweg niet voor deze niet-herhaalde FRB,” vertelde Tendulkar aan Gizmodo. “Het vinden van een jonge magnetar in de buitenwijken van een enorm sterrenstelsel met oude sterren is als het vinden van een walvis in de Sahara. Het is natuurlijk heel vroeg in het veld, maar dit zou kunnen suggereren dat zich herhalende en niet-herhalende FRB’s van totaal verschillende oorsprong zijn. “

Zoals Petroff en Tendulkar beiden hebben opgemerkt, leidt dit resultaat tot meer vragen dan antwoorden. Maar dat is goed! Astronomen hebben nu meer mogelijkheden om te verkennen, en hoewel ze onverwacht zijn, kunnen deze paden ons uiteindelijk naar de waarheid leiden.

Lees verder

Laat een reactie achter

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *