27 октомври 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Бърз радиоимпулс се повтаря в строга закономерност и все още не можем да разберем защо

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 27 август 2021 в 09:07 256900
Илюстрация как радиотелескопът Westerbork (вляво) е открил периодичен кратък бърз радиоимпулс в синьото високочестотно радио небе. След време светлините на постоянните фонови звезди се превръщат в пътеки. Много по-късно същият източник излъчва в червеното нискочестотно радио небе. Телескопът LOFAR (вдясно) сега ги открива за първи път. Това хроматично поведение показва, че импулсите не се блокират периодично от звездни ветрове в двойни системи. Кредит: Joeri van Leeuwen

Източникът на периодично повтарящи се сигнали от космоса може би е разкрит. Той се намира на приблизително 457 милиона светлинни години от Земята. Активността на източника се повтаря приблизително на всеки 16 дни, при това лъчението пристига през първите четири дни, а след това настъпва 12-дневен период тишина.

Комбинирането на двата най-големи радиотелескопа в една мрежа направи възможно изключването на версията, че източникът на периодично повтарящият се бърз радиоимпулс FRB 20180916B е двойна система, в която звездните ветрове взаимодействат с междузвездната среда или неутронна звезда, обгърната в плътен облак материя. Напротив, оказа се, че първоизточникът на сигналите е изолиран бавно въртящ се магнетар в „чиста“ среда.

Резултатите от изследването са представени в списание Nature.

„Нискочестотните радиовълни имат проблеми с преминаването през плътни мъглявини, останали от звездни експлозии. Затова в хода на наблюденията имахме за цел да открием радиоизлъчване с голяма дължина на вълната, тъй като това би изключило идеята, че бързите радиоимпулси се излъчват например от неутронни звезди, които току-що са се образували от избухване на свръхнова и все още са обвити в материал. Това също би изключило модел, при който плътен звезден вятър периодично затъмнява нискочестотни сигнали от източника“, казва Йери ван Леувен (Joeri van Leeuwen), съавтор на изследването от Нидерландския институт по радиоастрономия.

Художествено представяне на момента, в който FRB напуска своята галактика като ярък импулс радиовълни. Кредит: ICRAR

Бързите радиоимпулси

Бързите радиоимпулси са едни от най-ярките изблици, излъчвани извън човешкото зрение. Те продължават само около една хилядна от секундата, но енергията, необходима за тяхното образуване, е изключително висока - колкото енергията, която слънцето произвежда за 80 години. Засега е неизвестна тяхната природа. Някои от тях са единични, други се повтарят, както е в уникалния случай при FRB 20180916B, който има точно определен период.

Такова постоянство на източника доведе до поредица модели, в които бързи радиоимпулси идват от двойка звезди, които обикалят една около друга, което заедно със звездни ветрове създава точна периодичност.

„Очакваше се силните звездни ветрове от сателитния източник на бързия радиоимпулс да позволят на по-голямата част от късовълновото радиоизлъчване да напусне от системата, докато радиоизлъчването с дълги вълни ще бъде до голяма степен, ако не и напълно блокирано“, разказва Инес Пастор-Маразуела (Inés Pastor-Marazuela), водещ автор на изследването от Амстердамския университет, Нидерландия.

Илюстрация на два възможни сценария, които биха могли да обяснят 16-дневния период на повтарящия се бърз радиоимпулс FRB 20180916B. Кредит: CHIME/FRB Collaboration, Nature.

Радио цветове

Използването на „радиоцветове“ доведе до пробив. В оптичната светлина цветовете са начинът, по който окото различава всяка дължина на вълната. Нашият спектър преминава от синя оптична светлина с по-къси вълни до червена оптична светлина с по-дълги вълни. Но електромагнитното излъчване, което човешкото око не може да види, тъй като дължината на вълната е твърде дълга или къса, е също толкова реално. Астрономите наричат ​​тези области „ултравиолетова светлина“ и „радиосветлина“. Радиосветлината разширява спектъра отвъд червената граница, която виждаме. Самият радиоспектър също преминава от „по-синя“ радиосветлина с къси вълни към „по-червена“ радиосветлина с дълги вълни. Радиодължините на вълните са милион пъти по-дълги от дължините на оптичното синьо и червено, но по същество те са просто „цветове“,  радиоцветове.

Пробив

За да тестват този модел, екипът астрономи комбинира два радиотелескопа LOFAR и WSRT в една мрежа, така че те да могат едновременно да изучават FRB 20180916B в два радиоцвята или две различни дължини на вълната (21 сантиметра и 3 метра). И двата инструмента записват „радио филми“ с хиляди кадри в секунда, а суперкомпютър с помощта на машинно обучение улавя бързите радиоизлъчвания от източника.

„След като анализирахме данните и ги сравнихме, бяхме много изненадани. Предложените модели за обяснение на периодите на FRB 20180916B предвиждат, че изблиците трябва да имат само къса дължина на вълната или поне да продължат много по-дълго в нея. Но при наблюдения първо записвахме два дни сигнали с къса дължина на вълната, а след това три дни с дълга. Това даде възможност да се изключи първоначалната идея за двойна система и да се заключи, че източникът на FRB 20180916B може да бъде само изолиран бавно въртящ се магнетар“, обяснява Инес Пастор-Маразуела.

Тези магнетари представляват неутронни звезди с плътност, многократно по-висока от оловото, а също така са изключително силно намагнетизирани.

„Самотен бавно въртящ се магнетар най-добре обяснява новооткритото поведение“, заявява Пастор-Маразуела. "Имам чувството, че сме детективи близо до развръзката - нашите наблюдения оставят малко модели за FRB".

Радиотелескопът ASKAP CSIRO измерва закъснението между дължините на вълните на бързия радиоимпулс, което позволява на астрономите да изчислят плътността на липсващия материал. Кредит: ICRAR and CSIRO/Alex Cherney

Това откритие е важно, защото означава, че дългите радиовълни могат да проникват в околната среда на източника на бързия радиоимпулс и са допълнителен инструмент в търсенето на неуловима „липсваща“ барионна материя във Вселената.

Справка: Pastor-Marazuela, I., Connor, L., van Leeuwen, J. et al. Chromatic periodic activity down to 120 megahertz in a fast radio burst. Nature 596, 505–508 (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03724-8

Източник: Periodic Fast Radio Burst found bare, unobscured by strong binary wind, Аstron.nl


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.