International indsats afslører 157 dages cyklus i usædvanlige kosmiske radioudbrud

En undersøgelse af et af astronomiens nuværende store mysterier er kommet i forgrunden takket være en fireårig observationskampagne udført ved Jodrell Bank Observatory.

Ved at bruge de langsigtede overvågningsmuligheder i det ikoniske Lovell-teleskop, et internationalt hold ledet af Jodrell Bank-astronomer har studeret et objekt kendt som en gentagende Fast Radio Burst (FRB), som udsender meget kortvarige lyse radioimpulser.

Ved at bruge de 32 udbrud, der blev opdaget under kampagnen, i forbindelse med data fra tidligere offentliggjorte observationer, holdet har opdaget, at emissionen fra FRB kendt som 121102 følger et cyklisk mønster, med radioudbrud observeret i et vindue, der varer cirka 90 dage efterfulgt af en stille periode på 67 dage. Den samme adfærd gentages derefter hver 157. dag.

Denne opdagelse giver et vigtigt spor til at identificere oprindelsen af ​​disse gådefulde hurtige radioudbrud. Tilstedeværelsen af ​​en regelmæssig sekvens i udbrudsaktiviteten kunne betyde, at de kraftige udbrud er forbundet med en massiv stjernes orbitale bevægelse, en neutronstjerne eller et sort hul.

Dr. Kaustubh Rajwade fra University of Manchester, hvem ledede den nye forskning, sagde:"Dette er et spændende resultat, da det kun er det andet system, hvor vi mener, at vi ser denne modulering i burst-aktivitet. Detektering af en periodicitet giver en vigtig begrænsning for udbruddets oprindelse, og aktivitetscyklusserne kunne argumentere imod en forudgående neutronstjerne ."

Gentagelse af FRB'er kunne forklares med præcessionen, som en vaklende top, af den magnetiske akse af en stærkt magnetiseret neutronstjerne, men med nuværende data mener forskere, at det kan være svært at forklare en 157-dages præcessionsperiode givet de store magnetiske felter, der forventes i disse stjerner.

Eksistensen af ​​FRB'er blev først opdaget så sent som i 2007, og de blev oprindeligt anset for at være engangsbegivenheder relateret til en katastrofal begivenhed såsom en eksploderende stjerne. Dette billede er delvist ændret en gang FRB 121102, oprindeligt opdaget med Arecibo-radioteleskopet den 2. november 2012, blev set gentaget i 2016. Dog indtil nu, ingen erkendte, at disse udbrud faktisk var organiseret i et regulært mønster.

Professor Benjamin Stappers, som leder MeerTRAP-projektet for at jage efter FRB'er ved hjælp af MeerKAT-teleskopet i Sydafrika sagde:"Dette resultat var afhængig af den regelmæssige overvågning, der var mulig med Lovell-teleskopet, og ikke-detekteringer var lige så vigtige som påvisningerne."

I et nyt blad udgivet i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society , holdet bekræfter, at FRB 121102 kun er den anden gentagne kilde til FRB'er, der viser sådan periodisk aktivitet. Til deres overraskelse, tidsskalaen for denne cyklus er næsten 10 gange længere end den 16-dages periodicitet, der udvises af den første gentagende kilde, FRB 180916.J10158+56, som for nylig blev opdaget af CHIME-teleskopet i Canada.

"Denne spændende opdagelse fremhæver, hvor lidt vi ved om oprindelsen af ​​FRB'er, " siger Duncan Lorimer, der fungerer som Associate Dean for Research ved West Virginia University og, sammen med ph.d. studerende Devansh Agarwal, været med til at udvikle den dataanalyseteknik, der førte til opdagelsen. "Yderligere observationer af et større antal FRB'er vil være nødvendige for at få et klarere billede af disse periodiske kilder og belyse deres oprindelse, " han tilføjede.