Natyra e panjohur e shpërthimeve të radios kozmike

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-16 16:16

Një nga fenomenet kozmike më misterioze janë shpërthimet e shpejta të radios. Këto janë sinjale radio të shkurtra, me kohëzgjatje disa milisekonda, të një natyre të panjohur, që vijnë nga çlirimi i një sasie të madhe energjie. Kanë kaluar më shumë se një dekadë nga zbulimi i tyre, por astrofizikanët ende po përpiqen të kuptojnë mekanizmat e shfaqjes së tyre. Studiuesit përmendin yjet neutron, vrimat e zeza dhe madje edhe transmetuesit e qytetërimeve aliene si burime të mundshme.

Sinjale misterioze

Me shpërthime të shpejta të radios, në milisekonda, çlirohet aq energji sa Dielli ka emetuar gjatë disa dhjetëra mijëra viteve. Hipoteza kryesore është se ato shkaktohen nga ngjarje katastrofike, të tilla si bashkimi i dy yjeve neutron, një blic nga avullimi i një vrime të zezë ose shndërrimi i një pulsari në një vrimë të zezë. Për një kohë të gjatë, besohej se shpërthimet e radios mund të ndodhin vetëm një herë, por në vitin 2015 u zbulua se shpërthimi i shpejtë i radios i regjistruar më parë FRB 121102 përsëritet në mënyrë jo periodike.

FRB 121102 ndodhet në një galaktikë xhuxh tre miliardë vite dritë nga Toka, dhe për disa vite mbeti i vetmi burim i njohur i shpërthimeve të përsëritura të radios, pavarësisht kërkimeve të kujdesshme. Sidoqoftë, në janar 2019, në revistën Nature u shfaq një artikull nga shkencëtarët nga bashkëpunimi kanadez CHIME, në të cilin u raportua për riregjistrimin e sinjaleve nga një burim tjetër - 180814. J0422 + 73. Radioteleskopi interferometrik CHIME (Eksperimenti Kanadez i Hartës së Intensitetit të Hidrogjenit) ka regjistruar gjashtë shpërthime të shpejta radioje që erdhën nga një galaktikë 1.3 miliardë vite dritë larg.

Sinjalet në strukturën e tyre të frekuencës dhe karakteristikat spektrale u ngjanin sinjaleve nga FRB 121102, gjë që tregon një mekanizëm të ngjashëm të formimit të tyre dhe të njëjtën natyrë të burimit. Zbulimi tregon ekzistencën e një lloji të veçantë të shpërthimeve të shpejta të radios, të cilat nuk mund të shkaktohen nga ngjarje katastrofike pikërisht për shkak të përsëritjes së tyre.

Galaktikë e heshtur

Në gusht 2019, një ekip ndërkombëtar shkencëtarësh fillimisht identifikuan burimin e një shpërthimi të vetëm të shpejtë radiofonik FRB 180924, i cili filloi në një galaktikë katër miliardë vite dritë larg.

Duke përdorur interferometrin radio ASKAP të vendosur në Australi, astronomët përcaktuan vendndodhjen e burimit FRB dhe më pas llogaritën distancën deri në të duke analizuar të dhënat nga teleskopët optikë me bazë tokësore Gemini, Keck dhe VLT. Doli se shpërthimi i radios ndodhi në një galaktikë masive me madhësinë e Rrugës së Qumështit, 13 mijë vjet dritë nga qendra e saj. Një tipar karakteristik i galaktikës është mungesa e proceseve për lindjen e yjeve të rinj.

Kjo është në kontrast me sinjalin përsëritës FRB 121102, i cili ndodhet në rajonin e formimit aktiv të yjeve. Kështu, shpërthimet e shpejta të vetme dhe të përsëritura të radios duhet të kenë origjinë të ndryshme. Në rastin e FRB 121102, sinjali i radios dukej se kalonte përmes një fushe magnetike të fuqishme rreth një magnetari, një lloj i veçantë ylli neutron.

Së shpejti, astronomët në Institutin e Teknologjisë në Kaliforni në Shtetet e Bashkuara raportuan zbulimin e një tjetër shpërthimi të shpejtë radiofonik FRB 190523, i cili gjithashtu ndodhi në një mjedis relativisht të qetë - në një galaktikë që është analoge me Rrugën e Qumështit dhe është 7.9 miliardë vite dritë larg. nga Toka.

Të dyja këto zbulime hedhin poshtë se shpërthimet e shpejta të radios mund të ndodhin vetëm në galaktikat e reja xhuxhësh që përmbajnë një numër të madh magnetarësh.

Tetë binjakë

Në gusht 2019, një artikull nga bashkëpunimi kanadez CHIME u shfaq në depon e paraprintimit të arXiv.org, i cili raportoi zbulimin e tetë sinjaleve radio të përsëritura. Dy burime të sinjaleve të radios - FRB 180916 dhe FRB 181119 - u ndezën më shumë se dy herë (përkatësisht dhjetë dhe tre herë), pjesa tjetër dërgoi sinjale të përsëritura radio vetëm një herë, me pauzën më të gjatë midis regjistrimit të valëve të radios që ishte 20 orë. Sipas studiuesve, kjo mund të tregojë se shumë FRB janë në të vërtetë përsëritëse, por disa janë më aktive se të tjerët.

Shumica e tetë shpërthimeve të reja të radios së shpejtë treguan një ulje të frekuencës së sinjalit me çdo shpërthim të përsëritur, gjë që mund të jetë çelësi për të kuptuar mekanizmin që prodhon këto fenomene. Përveç kësaj, FRB 180916 ka shkallët më të ulëta të shpërndarjes së sinjalit, duke treguar afërsinë relative të burimit me Tokën. Mund të ndihmojë gjithashtu në përcaktimin e natyrës së shpërthimit të radios, përfunduan studiuesit.

yjet e ferrit

Në fund të verës 2019, shkencëtarët në Qendrën Kombëtare për Radioastrofizikën në Indi raportuan se magnetarët janë ende një nga burimet më të mundshme të shpërthimeve të shpejta të radios (të paktën ato të përsëritura).

Magnetari anormal XTE J1810-197 u vëzhgua me teleskopin e radios Giant Metrewave. U regjistruan impulse milisekondash të emetimit të radios, që ngjasojnë me ndezje nga përsëritja e FRB 180814. J0422 + 73.

Ky magnetar ndodhet 10 mijë vjet dritë nga Toka. Ai u zbulua në vitin 2003 dhe gradualisht ndaloi emetimin e radiove në 2008. Sidoqoftë, në vitin 2018, mbi të ndodhi një shpërthim i ri, i cili gjithashtu gradualisht filloi të zbehet. Është interesante se magnetarët zakonisht nuk lëshojnë emetim radio, dhe XTE J1810-197 ishte burimi i parë i emetimit të radios të këtij lloji. Rrallësia e këtij objekti, si shpërthimet e përsëritura të radios, i ka bërë shkencëtarët të besojnë se të dy fenomenet mund të lidhen me njëra-tjetrën.

Vrimë e zhurmshme

Në shtator 2019, astronomët kinezë raportuan se kishin zbuluar shpërthime të reja të shpejta të përsëritura të radios (FRB) nga FRB 121102. Sinjalet u zbuluan me një radio teleskop FAST 500 metra me një marrës me 19 rreze në provincën Guizhou. Nga fundi i gushtit deri në shtator, u regjistruan më shumë se 100 pika, që është një numër rekord midis të gjitha FRB-ve të regjistruara.

Në atë kohë, shkencëtarët filluan të supozojnë se FRB 121102 është një vrimë e zezë supermasive që e tejkalon masën e Diellit me 10-100 milionë herë dhe gjeneron një fushë magnetike të fuqishme, dhe një yll neutron ose plazma e prekur nga vrima mund të jetë e drejtpërdrejtë. burim i flakërimeve. Një shpjegim tjetër i mundshëm është se FRB 121102 është një plerion i magnetizuar, një mjegullnajë e nxitur nga era yjore nga një pulsar.

Ndërsa shpërthimet e shpejta të radios mbeten të pashpjegueshme deri më tani, shumë të dhëna iu prezantuan komunitetit shkencor në vitin 2019 që i afron astronomët me zgjidhjen. Doli që FRB-të mund të përsëriten, dhe ata ndoshta e bëjnë atë shumë shpesh. Në këtë rast, ato krijohen nga objekte mjaft ekzotike si yjet neutron (pulsarët dhe magnetarët), të vendosur në një mjedis të përshtatshëm ndëryjor. Shpërthimet e vetme ndodhin në kushte më pak të trazuara: galaktika ku formimi i yjeve është shumë i ngadaltë. Fenomene të tilla, me shumë mundësi, ndodhin vërtet për shkak të proceseve katastrofike.