Οι αστρονόμοι εντοπίζουν εξαιρετικά ισχυρές, γρήγορες ραδιοεκρήξεις που εκτρέπουν έναν κοντινό γαλαξία

Τρεις νέες γρήγορες ραδιοεκρήξεις που ανιχνεύθηκαν από το τηλεσκόπιο Westerbork έχουν αποδειχθεί ότι έχουν διεισδύσει στο φωτοστέφανο του γειτονικού μας Τριγωνικού Γαλαξία. Τα αόρατα ηλεκτρόνια σε αυτόν τον γαλαξία παραμορφώνουν τους FRB. Από νέες, ευκρινείς ζωντανές εικόνες, οι αστρονόμοι μπορούν να υπολογίσουν τον μέγιστο αριθμό αόρατων ατόμων στον Γαλαξία του Τριγώνου για πρώτη φορά. Πίστωση: ASTRON/Futselaar/van Leeuwen

Μετά την ενημέρωση της συστοιχίας του ραδιοτηλεσκοπίου στο Westerbork της Ολλανδίας, οι αστρονόμοι βρήκαν πέντε νέες γρήγορες ραδιοφωνικές εκρήξεις. Εικόνες από τηλεσκόπιο, πιο ευκρινείς από ό,τι ήταν δυνατόν, έδειξαν ότι αρκετές εκρήξεις είχαν διαπεράσει τον γειτονικό μας τριγωνικό γαλαξία. Αυτό επέτρεψε στους αστρονόμους να προσδιορίσουν για πρώτη φορά τον μέγιστο αριθμό αόρατων ατόμων σε αυτόν τον γαλαξία.

Οι γρήγορες ραδιοφωνικές εκρήξεις, οι FRB, είναι από τις πιο φωτεινές εκρήξεις στο σύμπαν. Οι εκρήξεις εκπέμπονται κυρίως από ραδιοκύματα. Οι λάμψεις είναι τόσο δυνατές που τα ραδιοτηλεσκόπια μπορούν να τις ανιχνεύσουν ακόμη και από απόσταση μεγαλύτερη από τέσσερα δισεκατομμύρια (!) έτη φωτός. Αυτή η συνεχής ορατότητα σε τέτοιες τεράστιες αποστάσεις σημαίνει ότι οι πίδακες περιέχουν τεράστια ποσά ενέργειας. Όταν εκρήγνυται, ένα μόνο FRB περιέχει δέκα τρισεκατομμύρια (δέκα εκατομμύρια φορές το εκατομμύριο) φορές την ετήσια κατανάλωση ενέργειας ολόκληρου του παγκόσμιου πληθυσμού.

Αυτή η τεράστια παραγωγή ενέργειας κάνει τα FRB πολύ συναρπαστικά. Πολλοί αστρονόμοι πιστεύουν ότι εκπέμπονται από αστέρια νετρονίων. Η ένταση και η ισχύς του μαγνητικού πεδίου αυτών των πολύ νεαρών αστεριών είναι μοναδική στο σύμπαν. Εξετάζοντας τις λάμψεις, οι αστρονόμοι στοχεύουν να κατανοήσουν καλύτερα τις θεμελιώδεις ιδιότητες της ύλης που απαρτίζει το σύμπαν. Αλλά η μελέτη αυτών των φλας είναι δύσκολη. Κανείς δεν ξέρει πού θα εκραγεί η επόμενη παρτίδα στον ουρανό. Και το FRB διαρκεί μόνο ένα κλάσμα του δευτερολέπτου: αν αναβοσβήσετε, θα το χάσετε.

Τροφοδοτούμενο από νέους δέκτες και έναν νέο υπερυπολογιστή (το Apertif Radio Transient System, ARTS), το Westerbork ανακάλυψε τώρα πέντε νέα FRB. “Τώρα έχουμε ένα όργανο με πολύ ευρύ οπτικό πεδίο και πολύ ευκρινή όραση. Και είναι όλα ζωντανά. Αυτό είναι νέο και συναρπαστικό”, λέει ο κύριος ερευνητής Joeri van Leeuwen (ASTRON).

Προηγουμένως, ραδιοτηλεσκόπια όπως το Westerborks ανίχνευαν FRB όπως και τα σύνθετα μάτια μιας μύγας. Οι μύγες μπορούν να δουν προς όλες τις κατευθύνσεις, αλλά δεν είναι ορατό. Η αναβάθμιση του Westerbork είναι σαν να διασχίζεις τα μάτια μιας μύγας με το μάτι του αετού. Ο υπερυπολογιστής ARTS συνδυάζει συνεχώς εικόνες από δώδεκα πιάτα Westerbork για να δημιουργήσει μια ευκρινή εικόνα σε ένα τεράστιο οπτικό πεδίο. «Δεν έχει κανείς την οικονομική δυνατότητα να αγοράσει τα περίπλοκα ηλεκτρονικά που χρειάζεστε για αυτό», λέει ο μηχανικός συστήματος Erik Koestra (ASTRON). “Σχεδιάσαμε μόνοι μας το μεγαλύτερο μέρος του συστήματος, με μια εξαιρετική ομάδα. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα ένα προηγμένο μηχάνημα, ένα από τα πιο ισχυρά στον κόσμο.”

γαλαξιακή εκτροπή

Οι αστρονόμοι θέλουν να καταλάβουν πώς και γιατί τα FRB γίνονται τόσο φωτεινά. Αλλά οι λάμψεις είναι επίσης ενδιαφέρουσες γιατί στο δρόμο τους προς τη Γη περνούν μέσα από άλλους γαλαξίες. Τα ηλεκτρόνια σε αυτούς τους γαλαξίες, συνήθως αόρατα, παραμορφώνουν τις λάμψεις. Η παρακολούθηση των αόρατων ηλεκτρονίων και των συνοδευτικών τους ατόμων είναι σημαντική επειδή το μεγαλύτερο μέρος της ύλης στο σύμπαν είναι σκοτεινό και γνωρίζουμε ακόμα τόσα λίγα γι ‘αυτό. Προηγουμένως, τα ραδιοτηλεσκόπια μπορούσαν να υποδείξουν κατά προσέγγιση πού εμφανιζόταν το FRB. Ο υπερυπολογιστής ARTS επιτρέπει τώρα στον Westerbork να εντοπίσει την ακριβή θέση του FRB με ακριβή ακρίβεια. Van Leeuwen: “Δείξαμε ότι τρεις από τους FRB που έχουμε ανιχνεύσει έχουν παραμορφώσει τον Τριγωνικό Γαλαξία! Έτσι, για πρώτη φορά μπορέσαμε να υπολογίσουμε τον αριθμό των αόρατων ηλεκτρονίων που περιέχει το πολύ ο γαλαξίας. Ένα αξιοσημείωτο αποτέλεσμα.”

Αναφορά: «The Apertif Radio Transient System (ARTS): Σχεδιασμός, Θέση σε λειτουργία, Αποδέσμευση Δεδομένων και Ανίχνευση των Πρώτων Ραδιοφωνικών Ρευμάτων Πέντε Ταχύτητας» από τους Joeri van Leeuwen, Eric Kooistra, Leon Oostrum, Liam Connor, Jonathan E. Hargreaves, Yogesh Maan, Ines Pastor-Marazuela Emily Petrov, Daniel van der Schoor, Alessio Skloko, Samira M. Block, William J.G.D., Oliver M. Boersma και Wim A. Van Capelen, Arthur H.W.M. Cullen, Sedis Damstra, Helga Dens, Geer NG Van Diepen, David W. Gardiner, Jan Grange, Andre W. Jonst, Kelly M. Hess, Hanno Holtes, Theis van der Holst, Baudouin Hutt, Alexander Kotkin, J. Marcel Loos, Daniel M. Lucero, Ognes Mika, Klim Mikhailov, Raffaella Morgante, Vanessa A. Moss, Henk Mulder, Minno J. Norden, Tom A . Oosterloo, Emaneula Orrú, Zsolt Paragi, Jan-Pieter R. de Reijer, Arno P. Schoenmakers, Klaas JC Stuurwold, Sander ter Veen, Yu-Yang Wang, Alwin W. Zanting και Jacob Ziemke12 Απριλίου 2023 Και Αστρονομία και αστροφυσική.
DOI: 10.1051/0004-6361/202244107