Οι γρήγορες ραδιοφωνικές εκρήξεις ήταν ένα μυστήριο όταν παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά. Στην αρχή, κάθε FRB ακολούθησε το ίδιο μοτίβο: ένα τεράστιο κύμα ενέργειας σε μήκη κύματος ραδιοφώνου που διήρκεσε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο – στη συνέχεια η έκρηξη εξαφανίστηκε, για να μην επαναληφθεί ποτέ. Αρχικά υποψιαζόμασταν ότι τα FRB μπορεί να ήταν μια δυσλειτουργία υλικού στους ανιχνευτές μας, αλλά με την πάροδο του χρόνου, η συχνότητα των ροών μας έπεισε ότι ήταν αληθινά.
Από τότε έχουμε ταυτιστεί Πηγές συχνών εκρήξεων και συνδέοντας τα FRB με μια πηγή που παράγει ενέργεια εκτός της ραδιοφωνικής ζώνης. Αυτό τελικά μας βοήθησε να δείξουμε το δάχτυλο από μία μόνο πηγή: μαγνητάρια, ή αστέρια νετρονίων που έχουν πολύ έντονα μαγνητικά πεδία.
Τώρα, η πραγματικότητα έχει φύγει και το κλειδί μαϊμού έχει πεταχτεί σε αυτήν την όμορφη και απλή ερμηνεία. Μια νέα επαναλαμβανόμενη πηγή για FRB έχει εντοπιστεί και βρίσκεται σε ένα μέρος όπου δεν θα περιμέναμε να βρούμε μαγνήτες. Αυτό δεν σημαίνει ότι η πηγή όχι ενός magnetar, αλλά πρέπει να καταφύγουμε σε μερικές ασυνήθιστες εξηγήσεις για τον σχηματισμό του.
περιστρεφόμενα νετρόνια
Ένα μαγνητάρι είναι μια μορφή ενός αστέρα νετρονίων, το οποίο είναι αυτό που μένει μετά την κατάρρευση ενός αστέρα που έχει αρκετή μάζα για να δημιουργήσει μια σουπερνόβα αλλά όχι αρκετά μεγάλη για να σχηματίσει μια μαύρη τρύπα. Όταν αυτό το υπόλειμμα συμπιέζεται σε μια σούπα νετρονίων, το υλικό του αστέρα νετρονίων συρρικνώνεται έως ότου φτάσει μόνο περίπου 20 χιλιόμετρα πλάτος. Αυτό το συμπαγές αντικείμενο κληρονομεί όλη την περιστροφική ενέργεια του μητρικού του αστέρα, με αποτέλεσμα να περιστρέφεται με γρήγορο ρυθμό, που συχνά ενισχύεται από την προσθήκη ύλης που πέφτει από το περιβάλλον του.
Σε πολλές περιπτώσεις, αυτή η γρήγορη περιστροφή οδηγεί σε πάλσαρ, τα οποία είναι αστέρια νετρονίων με πηγές ακτινοβολίας που φαίνεται να αναβοσβήνουν γρήγορα καθώς το αστέρι περιστρέφεται. Σε άλλα, το αστέρι νετρονίων καταλήγει με ένα έντονο μαγνητικό πεδίο, καθιστώντας το μαγνήτη. Οι γραμμές έντονου μαγνητικού πεδίου του magnetar μετακινούνται από την περιστροφή του, με αποτέλεσμα συχνά αλληλεπιδράσεις υψηλής ενέργειας με το περιβάλλον του.
Αλλά αυτά τα φαινόμενα υψηλής ενέργειας δεν τείνουν να διαρκούν πολύ, τουλάχιστον από αστρονομική άποψη. Όλες αυτές οι ενεργειακές αλληλεπιδράσεις με το περιβάλλον προκαλούν το αστέρι νετρονίων να αποβάλλει ενέργεια, επιβραδύνοντας την περιστροφή του και μειώνοντας την ένταση του φωτός που παράγει. Για παράδειγμα, τα μαγνητικά τρένα πιστεύεται ότι έχουν διάρκεια ζωής μόνο 10.000 χρόνια πριν εξαφανιστούν σε μια πιο ήσυχη ύπαρξη.
Επιπλέον, το σουπερνόβα που σχηματίζει μαγνητάριους αστέρες εμφανίζεται σε σχετικά νεαρά αστέρια, τυπικά μόλις μερικών εκατομμυρίων ετών.
Αυτός ο συνδυασμός – ένας πρώιμος θάνατος αστεριών και μια σύντομη μαγνητική ζωή – σημαίνει ότι περιμένουμε να δούμε μαγνητάρια μόνο σε περιοχές με άφθονα νεαρά αστέρια. Θεωρήθηκε ότι τα παλαιότερα αστρικά σμήνη είχαν δει το σχηματισμό μαγνητών και είχαν ξεθωριάσει δισεκατομμύρια χρόνια πριν.
Από πού ήταν αυτό;
Η νέα εργασία, από μια μεγάλη διεθνή ομάδα, περιλάμβανε τη συνέχεια για την ανακάλυψη μιας άλλης επαναλαμβανόμενης πηγής FRB, που ονομάζεται FRB 20200120E. Για να προσδιορίσει το πού βρίσκεται το FRB 20200120E, η ομάδα στράφηκε στη δύναμη ανάλυσης του Ευρωπαϊκού Πολύ Μακρύ Συμβολομετρικού Δικτύου, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιήσει έως και 22 τηλεσκόπια. εξαπλωθεί σε όλο τον κόσμο. Η ομάδα κατάφερε να πάρει αρκετά από αυτά τα τηλεσκόπια στραμμένα στην επαναλαμβανόμενη πηγή για να απεικονίσει πέντε μεμονωμένα FRB.
Ο τρόπος με τον οποίο λειτουργεί η ανακατασκευή δεδομένων από αυτά τα διαφορετικά τηλεσκόπια, ένα μόνο πιτσίλισμα δεν θα μας δώσει μια ακριβή τοποθεσία. Εναλλακτικά, μπορεί να εντοπιστεί ένα σύνολο πιθανών τοποθεσιών. Συνδυάζοντας τις τοποθεσίες που αντιστοιχούν σε καθεμία από αυτές τις εκρήξεις, οι ερευνητές μπόρεσαν να παράσχουν μια πιθανή τοποθεσία για την πηγή FRB.
Αυτή η πηγή αποδείχθηκε ότι ήταν ένα σφαιρικό σμήνος αστεριών στον κοντινό γαλαξία M81. Με βάση την εναπομένουσα αβεβαιότητα σχετικά με τη θέση του FRB 20200120E και τη συχνότητα των σφαιρικών σμηνών εντός του M81, η ερευνητική ομάδα εκτιμά ότι οι πιθανότητες να μην υπάρχει FRB 20200120E σε αυτό το σφαιρικό σμήνος είναι περίπου 1 στις 10.000.
Μια αναζήτηση σε αυτόν τον ιστότοπο δεν αποκάλυψε μια σταθερή πηγή ραδιοφωνικών σημάτων. Δεν βρέθηκαν πηγές υψηλής ενέργειας, βάσει ερευνών με τηλεσκόπια ακτίνων Χ και ακτίνων γάμμα. Επομένως, δεν υπάρχει σαφές αντικείμενο υψηλής ενέργειας εκεί.
Τι είναι παλιό και καινούργιο πάλι;
Αυτός ο ιστότοπος είναι περίεργος. Το πιο χαρακτηριστικό των σφαιρικών σμηνών είναι ότι αποτελούνται από ομάδες αρχαίων αστεριών. Είναι απίθανο να έχει υπάρξει κάποια σουπερνόβα στην οποία έχουν σχηματιστεί αστέρια νετρονίων για δισεκατομμύρια χρόνια. Αυτό θα απέκλειε πιθανώς την παρουσία μαγνητών, σωστά;
Οχι τελείως. Μερικοί μηχανισμοί μπορούν να παράγουν ένα μαγνητάρι είτε χωρίς σουπερνόβα είτε πολύ αφότου έχει συμβεί. Αυτοί οι μηχανισμοί εξαρτώνται κυρίως από ένα κοντινό συνοδό αστέρι. Εάν ο σύντροφος ήταν ένα συνηθισμένο αστέρι, θα μπορούσε να τροφοδοτήσει την ύλη σε ένα λευκό άστρο νάνου έως ότου ο νάνος καταρρεύσει σε ένα αστέρι νετρονίων. Ή διαφορετικές ομάδες λευκών νάνων και αστεριών νετρονίων μπορούν να συντηχθούν, δημιουργώντας επίσης ένα αστέρι νετρονίων. Τέλος, γνωρίζουμε ότι ένας συνηθισμένος σύντροφος μπορεί να «στρέψει» ένα προηγουμένως ήρεμο αστέρι νετρονίων τροφοδοτώντας του με ύλη.
Οποιαδήποτε από αυτές τις διαδικασίες θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα μαγνητάρι μέσα σε μια ομάδα αρχαίων αστεριών. Μπορεί να είναι δύσκολο να ξεχωρίσουμε ποια, εάν υπάρχει, λειτουργία πραγματοποιήθηκε στην FRB 20200120E, δεδομένης της προφανούς απουσίας οποιασδήποτε δραστηριότητας χωρίς έκρηξη από τον ιστότοπο.
Σε κάθε περίπτωση, τα αποτελέσματα υποδηλώνουν ότι εάν ο μαγνητισμός είναι η πηγή όλων των FRB, θα μπορούσαμε να περιμένουμε να τα δούμε σε ένα πολύ μεγαλύτερο εύρος περιβαλλόντων από το αναμενόμενο πριν από αυτήν την ανακάλυψη. Ίσως να μην επιθυμούμε να αποκλείσουμε ακόμη την εξέταση μη μαγνητικών πηγών.
Nature, 2022. DOI: 10.1038 / s41586-021-04354-w (Σχετικά με τα DOI).
“Ερασιτέχνης διοργανωτής. Εξαιρετικά ταπεινός web maven. Ειδικός κοινωνικών μέσων Wannabe. Δημιουργός. Thinker.”