(NRAO Outreach/Vimeo) Bereits im ersten Betriebsjahr hat ein kanadisches Radioteleskop die Zahl der Entdeckungen seltsamer kosmischer Signale, die als extragalaktisch bekannt sind, vervierfacht schnelle Funkstöße .
Zwischen 2018 und 2019 entdeckte das Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) 535 neue Signale. Das Neue, Erweiterte schneller Funkstoß ( FRB )-Katalog wird es Wissenschaftlern ermöglichen, statistische Daten besser zu analysieren.
Dies wiederum wird uns helfen, den Ursprung dieser mysteriösen Ausbrüche zu verstehen und sie als Werkzeug zum Verständnis des weiteren Universums zu nutzen.
„Vor CHIME wurden insgesamt weniger als 100 FRBs entdeckt; Jetzt, nach einem Jahr Beobachtung, haben wir Hunderte weitere entdeckt“, sagte die Astrophysikerin Kaitlyn Shin vom MIT und der CHIME-Kollaboration.
„Mit all diesen Quellen können wir uns wirklich ein Bild davon machen, wie FRBs als Ganzes aussehen, welche Astrophysik diese Ereignisse antreiben könnte und wie sie für die künftige Erforschung des Universums genutzt werden können.“
Schnelle Funkstöße sind verdammt großartig. Es handelt sich um Lichtausbrüche im Radiowellenlängenbereich (meistens) aus Millionen von Lichtjahren Entfernung, die nur Millisekunden dauern – so stark, dass sie in diesem Augenblick so viel Energie entladen wie 500 Millionen Sonnen .
Der erste wurde 2007 entdeckt und FRBs geben seitdem ein Rätsel. Da sie so kurz und (meistens) unvorhersehbar sind, ist es wirklich schwierig, sie zu studieren. Sie müssen im Grunde nur in den Himmel starren und hoffen, dass Sie im richtigen Wellenlängenbereich suchen, um einen zu fangen.
Genau das hat CHIME getan. Es handelt sich um ein feststehendes Teleskop, das aus vier Parabolantennen für ein besonders weites Sichtfeld besteht und (unter anderem) für FRB-Wellenlängen optimiert ist. Es starrt einfach in den Himmel und sucht nach Signalen. Dabei entstehen pro Sekunde rund 7 Terabyte Daten, die vor Ort durch einen leistungsstarken Custom verarbeitet werden Korrelator .
Diese Optimierung macht CHIME zu einem solchen FRB-Jagdtier. Und seine Beiträge verändern unser Verständnis von FRBs.
Der neue Katalog zeigt uns, dass FRBs mehr oder weniger gleichmäßig über den gesamten Himmel verteilt sind. Dies deutet darauf hin, dass sie allgegenwärtig sind (und, tut mir leid, Fremdenfreunde, die Wahrscheinlichkeit, dass die Signale vorhanden sind, ist weitaus geringer von außerirdischer Technologie ) im Weltraum. Tatsächlich legt die Analyse dieser Daten nahe, dass FRBs, die hell genug sind, um von Teleskopen entdeckt zu werden, mit einer Häufigkeit von etwa 9.000 Ausbrüchen auftreten pro Tag .
„Das ist das Schöne an diesem Bereich – FRBs sind wirklich schwer zu erkennen, aber sie sind keine Seltenheit“, sagte der Physiker Kiyoshi Masui vom MIT . „Wenn Ihre Augen Radioblitze so sehen könnten, wie Sie Kamerablitze sehen können, würden Sie sie ständig sehen, wenn Sie nur nach oben schauen würden.“
Die Daten bestätigen auch einige andere frühere Beobachtungen zu FRBs. Wir wussten bereits, dass es sich bei den meisten FRBs um einmalige Signale handelt, die sich nicht wiederholen, bei einigen wenigen jedoch schon. Dies spiegelt sich im CHIME-Katalog wider – das Team entdeckte nur 18 Repeater von 535 Quellen. Auch die Signale dieser Repeater sind etwas anders: etwas länger und fokussierter.
(Die meisten dieser Repeater sind ebenfalls ziemlich zufällig, aber in der Vergangenheit wurden zwei gefunden Signale ausspucken An ein Wiederholungszyklus - Wir sind uns noch nicht sicher, was das bedeutet.)
Im vergangenen Jahr wurde zum ersten Mal ein FRB von dort aus entdeckt innerhalb unserer eigenen Galaxie , von einer Art stark magnetisiertem Stern namens Magnetar. Dies bedeutete jedoch nicht, dass das Rätsel vollständig gelöst war – es ist immer noch möglich, dass es andere Quellen und astrophysikalische Mechanismen gibt, die die Signale erzeugen.
Die Vielfalt im CHIME-Katalog steht im Einklang mit dieser Möglichkeit. Die gute Nachricht ist, dass Astronomen immer besser darin werden, FRBs nicht nur in ihren Heimatgalaxien, sondern auch in anderen Galaxien zu lokalisieren Regionen in diesen Galaxien . Der CHIME-Katalog bietet weitere Kandidaten für die Lokalisierung, die uns helfen werden, FRB-Typen mit den kosmischen Umgebungen zu verbinden, aus denen sie hervorgehen.
Wie wir in der Vergangenheit gesehen haben, können FRBs auch leistungsstarke Werkzeuge zur Erforschung der interstellaren und intergalaktischen Medien sein. Da das Signal durch alles, was es passiert, polarisiert und gestreut wird, können Astronomen diese Veränderungen analysieren, um diese Reise zu rekonstruieren. Letztes Jahr nutzte ein Team dies als Werkzeug zum Aufspüren der „fehlenden Materie“ im Universum , das diffuse Gas in den Hohlräumen des Weltraums, das wir nicht leicht sehen können.
Der CHIME-Katalog wird Astronomen dabei helfen, diese Räume viel detaillierter zu kartieren.
„Mit einer großen Anzahl von FRBs können wir hoffentlich herausfinden, wie Gas und Materie auf sehr großen Skalen im Universum verteilt sind“, sagte Shin.
„Neben dem Rätsel, was FRBs selbst sind, gibt es also auch das aufregende Potenzial für FRBs als leistungsstarke kosmologische Sonden in der Zukunft.“
Das Team präsentierte seine Ergebnisse auf der 238. Treffen der American Astronomical Society .