Nyopdagede hurtige radioudbrud udfordrer, hvad astronomer ved om disse magtfulde astronomiske fænomener

Et nyligt opdaget hurtigt radioudbrud har nogle unikke egenskaber, der samtidig giver astronomerne vigtige fingerpeg om, hvad der kan forårsage disse mystiske astronomiske fænomener, samtidig med at det sætter spørgsmålstegn ved en af ​​de få ting, videnskabsmænd troede, de vidste om disse kraftige udbrud, som mine kolleger og jeg beskriver. i en ny undersøgelse i Nature den 8. juni 2022.

Hurtige radioudbrud, eller FRB'er, er ekstremt lyse pulser af radiobølger, der kommer fra fjerne galakser. De frigiver lige så meget energi på et millisekund, som Solen gør over mange dage. Forskere her ved West Virginia University opdagede den første FRB tilbage i 2007. I de sidste 15 år har astronomer opdaget omkring 800 FRB'er, og flere bliver opdaget hver dag.

Når et teleskop fanger en FRB, er en af ​​de vigtigste egenskaber, forskere ser på, noget, der kaldes spredning. Dispersion er dybest set et mål for, hvor udstrakt en FRB er, når den når Jorden.

Plasmaet, der ligger mellem stjerner og galakser, får alt lys - inklusive radiobølger - til at bremse, men lavere frekvenser mærker denne effekt stærkere og bremser mere end højere frekvenser. FRB'er indeholder en række frekvenser, så lyset med højere frekvens i udbruddet rammer Jorden før de lavere frekvenser, hvilket forårsager spredningen. Dette giver forskere mulighed for at bruge spredning til at vurdere, hvor langt fra Jorden en FRB stammer fra. Jo mere udstrakt en FRB er, jo mere plasma skal signalet have passeret igennem, jo ​​længere væk skal kilden være.

Hvorfor det betyder noget

Den nye FRB, mine kolleger og jeg opdagede, hedder FRB190520. Vi fandt det ved hjælp af fem hundrede meter Aperture Sfærisk Teleskop i Kina. En umiddelbart tilsyneladende interessant ting ved FRB190520 var, at den er en af ​​de kun 24 gentagne FRB'er og gentages meget hyppigere end andre - producerer 75 bursts over en periode på seks måneder i 2020.

Vores team brugte derefter Very Large Array, et radioteleskop i New Mexico, til yderligere at studere denne FRB og fandt med succes placeringen af ​​dens kilde - en dværggalakse omkring 3 milliarder lysår fra Jorden. Det var da, vi begyndte at indse, hvor virkelig unik og vigtig denne FRB er.

Først fandt vi ud af, at der er et vedvarende, men meget svagere, radiosignal, der udsendes af noget fra det samme sted, som FRB190520 kom fra. Af de mere end 800 FRB'er, der er opdaget til dato, har kun én anden et lignende vedvarende radiosignal.

For det andet, da vi var i stand til at påvise, at FRB kom fra en dværggalakse, var vi i stand til at bestemme præcis, hvor langt væk den galakse er fra Jorden. Men dette resultat gav ikke mening. Til vores store overraskelse var afstandsestimatet, vi lavede ved hjælp af spredningen af ​​FRB, 30 milliarder lysår fra Jorden, en afstand 10 gange større end de faktiske 3 milliarder lysår til galaksen.

Astronomer har kun været i stand til at udpege den nøjagtige placering - og derfor afstanden fra Jorden - af 19 andre FRB-kilder. For resten af ​​de omkring 800 kendte FRB'er er astronomer nødt til at stole på spredning alene for at estimere deres afstand fra Jorden. For de andre 19 FRB'er med kendte placeringer er afstandene estimeret fra spredning meget lig de reelle afstande til deres kildegalakser. Men denne nye FRB viser, at estimater ved brug af spredning nogle gange kan være forkerte og kaster mange antagelser ud af vinduet.

Hvad der stadig ikke er kendt

Astronomer på dette nye felt ved stadig ikke, hvad der præcist producerer FRB'er, så hver ny opdagelse eller information er vigtig.

Vores nye opdagelse rejser specifikke spørgsmål, herunder om vedvarende radiosignaler er almindelige, hvilke forhold der producerer dem, og om det samme fænomen, der producerer FRB'er, er ansvarlig for at udsende det vedvarende radiosignal.

Og et stort mysterium er, hvorfor spredningen af ​​FRB190520 var så meget større, end den burde være. Skyldes det noget i nærheden af ​​FRB? Var det relateret til den vedvarende radiokilde? Har det at gøre med sagen i galaksen, hvor denne FRB kommer fra? Alle disse spørgsmål er ubesvarede.

Hvad er det næste

Mine kolleger vil fokusere på at studere FRB190520 ved hjælp af et væld af forskellige teleskoper rundt om i verden. Ved at studere FRB, dens galakse og rummiljøet omkring dens kilde, håber vi at finde svar på mange af de mysterier, den afslørede.

Flere svar vil også komme fra andre FRB-fund i de kommende år. Jo flere FRB-astronomer katalogiserer, jo større er chancerne for at opdage FRB'er med interessante egenskaber, der kan hjælpe med at fuldende puslespillet omkring disse fascinerende astronomiske fænomener. + Udforsk yderligere

Mærkeligt radioudbrud rejser nye spørgsmål

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.