Lys radio eksploderer universets skjulte stof

Hurtige radioudbrud, eller FRB'er, er mystiske glimt af radiobølger med oprindelse uden for vores Mælkevejsgalakse. Et team af forskere, i fællesskab ledet af Caltech postdoc Vikram Ravi og Curtin University-forsker Ryan Shannon, har nu observeret den mest lysende FRB til dato, kaldet FRB 150807.

Selvom astronomer stadig ikke ved, hvilke slags begivenheder eller objekter der producerer FRB'er, opdagelsen er et springbræt for astronomer til at forstå det diffuse, svagt net af materiale, der eksisterer mellem galakser, kaldet det kosmiske web. Resultaterne er beskrevet i et papir, der vises i Videnskab den 17. november.

"Fordi FRB'er som den vi opdagede forekommer milliarder af lysår væk, de hjælper os med at studere universet mellem os og dem, " siger Ravi, hvem er RA og G B Millikan Postdoctoral Scholar i astronomi. "Næsten halvdelen af ​​alt synligt stof menes at være tyndt spredt i det intergalaktiske rum. Selvom dette stof normalt ikke er synligt for teleskoper, det kan studeres ved hjælp af FRB'er."

Når FRB'er rejser gennem rummet, de passerer gennem intergalaktisk materiale og er forvrænget, ligner det tilsyneladende blink fra en stjerne, fordi dens lys forvrænges af Jordens atmosfære. Ved at observere disse udbrud, astronomer kan lære detaljer om de områder af universet, som udbruddene rejste igennem på deres vej til Jorden.

FRB 150807 ser ud til kun at være svagt forvrænget af materiale i sin værtsgalakse, hvilket viser, at det intergalaktiske medium i denne retning ikke er mere turbulent, end teoretikere oprindeligt forudsagde. Dette er den første direkte indsigt i turbulens i intergalaktisk medium.

Forskerne observerede FRB 150807, mens de overvågede en nærliggende pulsar - en roterende neutronstjerne, der udsender en stråle af radiobølger og anden elektromagnetisk stråling - i vores galakse ved hjælp af Parkes-radioteleskopet i Australien. "Takket være et realtidsdetektionssystem udviklet af Swinburne University of Technology, vi fandt ud af, at selvom FRB er en million gange længere væk end pulsaren, magnetfelterne i deres retninger virker identiske, " siger Ryan Shannon, forskningsstipendiat ved Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO) Astronomy and Space Science og ved Curtin University i Australien, og colead forfatter af undersøgelsen. Dette afviser nogle påstande om, at FRB'er produceres i tætte miljøer med stærke magnetfelter. Resultatet giver et mål for magnetismen i rummet mellem galakser, et væsentligt skridt i at bestemme, hvordan kosmiske magnetfelter produceres.

Kun 18 FRB'er er blevet opdaget til dato. Mystisk nok, de fleste afgiver kun et enkelt udbrud og blinker ikke gentagne gange. Derudover de fleste FRB'er er blevet opdaget med teleskoper, der observerer store dele af himlen, men med dårlig opløsning, gør det vanskeligt at udpege den nøjagtige placering af en given burst. Den hidtil usete lysstyrke af FRB 150807 gjorde det muligt for Ravi og hans team at lokalisere den meget mere præcist, hvilket gør den til den bedst lokaliserede FRB til dato.

I februar 2017 Det vil blive meget nemmere for astronomer at udpege placeringen af ​​FRB'er med idriftsættelsen af ​​Deep Synoptic Array-prototypen, en række af 10 radioskåle ved Caltechs Owens Valley Radio Observatory i Californien.

"Vi vurderer, at der er mellem 2, 000 og 10, 000 FRB'er forekommer på himlen hver dag, " siger Ravi. "En ud af 10 af disse er lige så lyse som FRB 150807, og Deep Synoptic Array-prototypen vil være i stand til at lokalisere deres placeringer til individuelle galakser. At måle afstandene til disse galakser gør det muligt for os at bruge FRB'er til at veje det spinkle intergalaktiske materiale."

Ravi er projektforsker for prototypen Deep Synoptic Array, som er ved at blive bygget af Jet Propulsion Laboratory (JPL) og Caltech og finansieret af National Aeronautics and Space Administration gennem JPL President's and Director's Fund Program.

Papiret har titlen "Det magnetiske felt og turbulens i det kosmiske væv målt ved hjælp af en strålende hurtig radioudbrud."