Over tusinde kosmiske eksplosioner opdaget på 47 dage

Et internationalt forskerhold ledet af Prof. Li Di og Dr. Wang Pei fra National Astronomical Observatories of Chinese Academy of Sciences (NAOC) fangede en ekstrem episode af kosmiske eksplosioner fra Fast Radio Burst (FRB) 121102, ved hjælp af fem hundrede meter Aperture Spherical radioteleskop (FAST). I alt 1, 652 uafhængige udbrud blev opdaget inden for 47 dage fra den 29. august, 2019 (UT).

Det er det hidtil største sæt af FRB-begivenheder, mere end det antal, der er rapporteret i alle andre publikationer tilsammen. Et sådant burst-sæt giver mulighed for at bestemme, for første gang, af den karakteristiske energi og energifordeling af enhver FRB, dermed kaste lys over den centrale motor, der driver FRB'er.

Disse resultater blev offentliggjort i Natur den 13. okt. 2021.

FRB'er blev først opdaget i 2007. Disse kosmiske eksplosioner kan være så korte som en tusindedel af et sekund, mens de producerer et års værdi af Solens samlede energiproduktion. Oprindelsen af ​​FRB'er er stadig ukendt. Selvom selv udlændinge er blevet overvejet i modeller for FRB'er, naturlige årsager er klart begunstiget af observationerne. De seneste fokus omfatter eksotiske hypermagnetiserede neutronstjerner, sorte huller, og kosmiske strenge tilbage fra Big Bang.

Forskere har fundet ud af, at en lille del af FRB'er gentager sig. Dette fænomen letter opfølgende undersøgelser, herunder lokalisering og identifikation af FRBs værtsgalakser.

FRB 121102 er den første kendte repeater og den første vellokaliserede FRB. Forskere har identificeret dens oprindelse i en dværggalakse. Ud over, denne FRB er tydeligvis forbundet med en vedvarende radiokilde. Begge spor er afgørende for at løse det kosmiske mysterium med FRB'er. Opførselen af ​​FRB 121102 er svær at forudsige og almindeligvis beskrevet som "sæsonbestemt."

Mens du tester FAST FRB-backend under idriftsættelsesfasen, holdet bemærkede, at FRB 121102 virkede med hyppige lyse impulser. Mellem 29. august og 29. okt. 2019, 1, 652 uafhængige burst-hændelser blev detekteret på i alt 59,5 timer. Mens burst-kadencen varierede i løbet af serien, 122 udbrud blev set i myldretiden, svarende til den højeste hændelsesrate, der nogensinde er observeret for nogen FRB.

En sådan høj kadence letter en statistisk undersøgelse af disse FRB-udbrud. Forskerne fandt en klar karakteristisk energi af E ₀ =4,8 × 10 ³⁷ erg, hvorunder genereringen af ​​udbruddene blev mindre effektiv. Sprængenergifordelingen kan tilstrækkeligt beskrives som bimodal, nemlig en log-normal funktion for lave E bursts og en Lorentz funktion for høj E bursts, hvilket antyder, at svagere FRB-impulser kan være stokastiske af natur, og de stærkere involverer et forhold mellem to uafhængige størrelser.

"Den samlede energi af dette burst-sæt summerer allerede til 3,8 % af det, der er tilgængeligt fra en magnetar, og der blev ikke fundet nogen periodicitet mellem 1 ms og 1000 s, som begge stærkt begrænser muligheden for, at FRB 121102 kommer fra et isoleret kompakt objekt, " sagde Dr. Wang.

Mere end seks nye FRB'er er blevet opdaget gennem Commensal Radio Astronomy FAST Survey, inklusive en ny 121102-lignende repeater. "Som verdens største antenne, FASTs følsomhed viser sig at være befordrende til at afsløre forviklinger af kosmiske transienter, herunder FRB'er, " sagde prof. LI.

Dette projekt har været en del af et langvarigt samarbejde siden idriftsættelsesfasen af ​​FAST-teleskopet. Større partnerinstitutioner omfatter Guizhou Normal University, University of Nevada Las Vegas, Cornell University, Max-Planck-Institut fuer Radioastronomie, West Virginia University, CSIRO, University of California Berkeley, og Nanjing Universitet.