Künstlerische Darstellung eines stark magnetisierten Neutronensterns. (Pitris/iStock/Getty Images Plus) Eine neu entdeckte Quelle der Wiederholung schnelle Funkstöße hat das Geheimnis vertieft, was genau diese gewaltigen Ausbrüche hervorrufen könnte.
Die Quelle wurde erstmals 2019 entdeckt und benannt FRB 190520B scheint häufig Millisekunden-Ausbrüche starker Radiowellen auszuspucken.
Dies hat es Astronomen ermöglicht, Analysen durchzuführen, die Informationen darüber liefern, woher es im Universum kommt und welchen Raum es umgibt. Diese Analysen legen nahe, dass es im großen weiten Kosmos wahrscheinlich mehr als einen Mechanismus gibt, der diese seltsamen Ausbrüche hervorrufen kann.
Fast Radio Bursts (FRBs) sind, wie der Name schon sagt, sehr schnelle Strahlungsausbrüche (die nur Millisekunden dauern), die in Radiowellenlängen hell aufflackern.
Die meisten von ihnen stammen aus anderen Galaxien (in der Milchstraße wurde nur eine Quelle entdeckt), und sie sind extrem hell und geben in einem Augenblick so viel Energie ab wie 500 Millionen Sonnen.
Die meisten dieser Ausbrüche wurden nur einmal entdeckt: Sie kommen aus dem Nichts, brechen einmal aus und dann sehen wir sie nie wieder. Dies macht es weitgehend unmöglich, sie vorherzusagen und es ist sehr schwierig, sie aufzuspüren und zu untersuchen.
Aber ein paar Quellen ( nun ja, jetzt sind es drei Es wurde festgestellt, dass sie sich wiederholen, und sie bieten eine verlockende Gelegenheit, zu verstehen, was vor sich geht. Vielleicht.
Der FRB wurde in der Milchstraße entdeckt stammte von einer Art totem Stern namens Magnetar , was darauf hindeutet, dass zumindest einige FRBs durch Magnetar-Eruptionen verursacht werden. Aber es gibt noch viele Unbekannte.
„Unterscheiden sich diejenigen, die sich wiederholen, von denen, die dies nicht tun?“ sagt der Astrophysiker Kshitij Aggarwal von der West Virginia University.
Das Entdeckungssignal von FRB 190520B traf im Mai 2019 auf der Erde ein, wurde vom Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope (FAST) in China entdeckt und im November dieses Jahres in den Daten gefunden.
Nachfolgende Beobachtungen des Standorts am Himmel ergaben, dass sich die Quelle wiederholte.
Weitere Beobachtungen wurden mit dem Karl G. Jansky Very Large Array der National Science Foundation durchgeführt und enthüllten eine Reihe faszinierender Merkmale. Die Signale kamen vom Rand einer sehr alten Zwerggalaxie, fast 4 Milliarden Lichtjahre entfernt.
Zwischen den Funkstößen scheint die Quelle schwächere Funkemissionen auszustrahlen. Dies deutet darauf hin, dass die schnellen Funkstöße von einer kompakten, persistenten Funkquelle stammen, deren Natur unbekannt ist.
Wenn Sie ein sind schneller Funkstoß Liebhaber, das kommt Ihnen vielleicht bekannt vor. Das liegt daran, dass diese Eigenschaften mit einem anderen berühmten, sich wiederholenden, schnellen Funkstoß gemeinsam sind, FRB 121102 .
Dies war der erste FRB, der jemals auf eine Quelle zurückgeführt werden konnte Randgebiete einer sehr alten Zwerggalaxie 3 Milliarden Lichtjahre entfernt. Und auch sie ist mit einer kompakten, persistenten Radioquelle verbunden.
„Jetzt haben wir zwei dieser Art, und das wirft einige wichtige Fragen auf.“ sagt der Astronom Casey Law von Caltech.
Wir wissen zum Beispiel nicht, ob sich einmalige FRBs bei Energien wiederholen, die zu niedrig sind, als dass wir sie erkennen könnten. Doch schon seit einiger Zeit gehen Wissenschaftler davon aus, dass es mindestens zwei unterschiedliche Mechanismen für die Entstehung der Ausbrüche geben könnte, und die Entdeckung von FRB 190520B steht im Einklang mit dieser Idee.
Dies könnte entweder bedeuten, dass die verschiedenen Ausbrüche von verschiedenen Objekten emittiert werden, oder dass sie von derselben Art von Objekt in unterschiedlichen Stadien seiner Entwicklung emittiert werden.
Magnetare sind eine Art von Neutronenstern – der kollabierte, ultradichte Kern eines massereichen Sterns, nachdem er zur Supernova geworden ist und gestorben ist –, aber sie verfügen auch über ein extrem starkes Magnetfeld. Es ist möglich, dass normale Neutronensterne und Magnetare FRBs auf unterschiedliche Weise emittieren.
Weitere Analysen deuten darauf hin, dass ein weiteres Merkmal schneller Radiostöße möglicherweise nicht so nützlich für die Vermessung des Universums ist, wie Astronomen vielleicht angenommen haben.
Dieses Merkmal wird Dispersionsmaß genannt und hat damit zu tun, wie Licht durch dünnes Gas im Raum zwischen uns und der Quelle gestreut wird. Wellen mit höherer Frequenz breiten sich effizienter aus als solche mit niedrigerer Frequenz, und dies kann als Anhaltspunkt für die Entfernungsmessung verwendet werden.
Für FRB 190520B lässt das Dispersionsmaß darauf schließen, dass die Quelle 8 bis 9,5 Milliarden Lichtjahre entfernt ist. Unabhängige Entfernungsmessungen zeigen jedoch, dass die Galaxie nicht so weit entfernt ist.
„Das bedeutet, dass sich in der Nähe des FRB eine Menge Material befindet, das jeden Versuch, damit das Gas zwischen Galaxien zu messen, verwirren würde“, Sagt Aggarwal . „Wenn das bei anderen der Fall ist, können wir nicht damit rechnen, FRBs als kosmische Maßstäbe zu verwenden.“
Andererseits deutet dies darauf hin, dass sich die persistente Radioquelle, die die FRBs aussendet, in einer sehr komplexen Plasmaumgebung befindet, was mit den Eigenschaften einer jüngsten superleuchtenden Supernova übereinstimmt. Dies deutet darauf hin, dass die Quelle, um welche es sich auch handelt, erst vor kurzem entstanden ist – eine „neugeborene“ FRB-Quelle.
„Wir gehen weiterhin davon aus, dass FRB 121102 und FRB 190520B das Anfangsstadium einer sich entwickelnden FRB-Population darstellen.“ sagt der Astronom Di Li des Nationalen Astronomischen Observatoriums der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in China, der die Forschung leitete.
„Ein kohärentes Bild des Ursprungs und der Entwicklung von FRBs wird wahrscheinlich in nur wenigen Jahren entstehen.“
Die Forschung wurde veröffentlicht in Natur .