Szybkie rozbłyski radiowe (FRB) to jedna z najbardziej tajemniczych tajemnic wszechświata. Pomimo faktu, że natura absolutnie wszystkich FRB jest nadal nieznana astronomom, wydaje się, że naukowcy w końcu odkryli, z jakiego niesamowitego środowiska wyłoniły się niektóre z najczęściej omawianych FRB w ostatnich latach. Mowa o powtarzaniu sygnałów FRB 121102.
Po raz pierwszy naukowcy zaczęli mówić o sygnałach FRB 121102 w listopadzie 2012 r., Ale aby zawęzić poszukiwania ich niezwykłego charakteru, naukowcom zajęło to kilka lat. Najszybsze rozbłyski radiowe z reguły pojawiały się tylko raz, co sprawiało, że obliczenie ich źródła było niemożliwe, ale osobliwością FRB 121102 okazało się, że sygnały te się powtarzają.
Dało to naukowcom wyjątkową okazję do zbadania tych sygnałów. FRB to impulsy radiowe trwające kilka milisekund, ale czasami o energii 500 milionów słońc. Ponieważ większość tych impulsów radiowych nie powtarza się, ich przewidzenie staje się prawie niemożliwe. Jak jednak i prześledzić ich źródło. Dlatego naukowcy wciąż nie byli w stanie określić ich prawdziwej natury.
Sygnały FRB 121102 nie przestały zadziwiać badaczy od kilku lat. W marcu 2016 roku astronomowie ogłosili odkrycie 10 szybkich błysków radiowych z tego samego regionu w zarchiwizowanych danych teleskopu. Sześć kolejnych sygnałów FRB 121102 wykryto w grudniu 2016 r., A 15 w sierpniu 2017 r., Co umożliwiło naukowcom zlokalizowanie źródła tych sygnałów. Okazało się, że jest to obszar gwiazdotwórczy galaktyki karłowatej znajdującej się ponad trzy miliardy lat świetlnych od Ziemi.
Międzynarodowy zespół naukowców, badając dane z różnych radioteleskopów, był w stanie dodatkowo zawęzić zakres poszukiwań i ostatecznie dojść do jednego wniosku. Naukowcy są bardziej niż kiedykolwiek przekonani, że źródłem FRB 121102 jest gwiazda neutronowa. I najwyraźniej ta gwiazda znajduje się w ekstremalnie ekstremalnym środowisku - albo bardzo blisko czarnej dziury, albo wewnątrz bardzo potężnej mgławicy. Do takich wniosków skłonił badaczy fakt, że te sygnały radiowe „wirują”.
Eksperci podzielili się swoją pracą w czasopiśmie Nature, gdzie donoszą, że sygnały z FRB 121102 były prawie całkowicie spolaryzowane. Kiedy te spolaryzowane sygnały przechodzą przez pole magnetyczne, skręcają się, a im silniejsze pole magnetyczne, tym bardziej się skręcają. Ta funkcja nosi nazwę efektu Faradaya i pozwala badaczom dowiedzieć się więcej o naturze niektórych fal. W przypadku sygnałów FRB 121102 ich płaszczyzna polaryzacji okazała się najbardziej wirującą, jaką kiedykolwiek zaobserwowano, co sugeruje, że przechodziły one przez bardzo silne pole magnetyczne.
„Jedyne znane źródła w naszej galaktyce o tej samej wirującej płaszczyźnie polaryzacji co FRB 121102 znajdują się w centrum galaktyki i są zlokalizowane w bardzo dynamicznym regionie obok masywnej czarnej dziury. Być może źródło FRB 121102 znajduje się w podobnym środowisku we własnej galaktyce”- mówi Daniel Micilli z Uniwersytetu w Amsterdamie.
"Ponadto osobliwość wirującej płaszczyzny polaryzacji można wyjaśnić, jeśli ich źródło znajduje się w bardzo potężnej mgławicy, która pozostała po wybuchu supernowej" - dodaje naukowiec.
Film promocyjny:
Obserwacja wyjaśnia również rolę gwiazdy neutronowej. Uważa się, że obiekty te są wynikiem eksplozji supernowych. Jeśli masa gwiazdy okaże się większa niż określona wartość, to zamiast supernowej zamienia się ona w czarną dziurę.
Gwiazdy neutronowe to bardzo małe i bardzo gęste obiekty. A kiedy się obracają, emitują impulsy radiowe. Pewien rodzaj gwiazd neutronowych, zwanych magnetarami, ma niezwykle silne pole magnetyczne i jest w stanie generować emisje - podobnie jak Słońce wytwarza rozbłyski słoneczne. Naukowcy uważali je również za możliwe źródło szybkich impulsów radiowych, ale obserwacje wykazały, że najsilniejsze rozbłyski tych obiektów miały o cztery rzędy wielkości mniejszą moc niż FRB 121102. W rezultacie naukowcy doszli do wniosku, że źródłem FRB 121102 jest powszechny typ gwiazdy neutronowej. Jednocześnie badacze planują kontynuować swoją pracę i spróbować dowiedzieć się więcej o środowisku, w którym się pojawili.
„Będziemy nadal obserwować i śledzić, jak właściwości tych wybuchów zmieniają się w czasie. W ramach tych obserwacji postaramy się dowiedzieć, które z założeń okazało się słuszne - gwiazda neutronowa znajduje się obok czarnej dziury, czy też znajduje się wewnątrz bardzo potężnej mgławicy”- mówi Jason Hessels z tego samego Uniwersytetu w Amsterdamie.
Jednocześnie nadal nie wiemy, skąd bierze się kilkanaście innych zaobserwowanych rozbłysków radiowych. Nie zostały powtórzone, jak miało to miejsce w przypadku FRB 121102, więc naukowcy sugerują, że FRB 121102 może być wyjątkowy w swoim rodzaju, podczas gdy inne mogą mieć różne źródła.
Nikolay Khizhnyak