211service.com
Ką tik radome vieno paslaptingiausių astronomijos reiškinių šaltinį
Greiti radijo bangos yra itin galingi, itin trumpi signalai, sklindantys per erdvę, kurių kilmė nežinoma. Vienas naujas paaiškinimas yra magnetarai. 2020 m. lapkričio 4 d
Penkių šimtų metrų sferinės apertūros teleskopas (FAST) Guidžou provincijoje, Kinijoje. Bojun Wang, Jinchen Jiang, Qisheng Cui
Greiti radijo pliūpsniai yra viena keisčiausių kosmoso mokslo paslapčių. Šie impulsai trunka mažiau nei penkias milisekundes, tačiau per dienas ar savaites išskiria daugiau energijos nei saulė. Nuo tada, kai jie pirmą kartą buvo įrašyti 2001 m. (o apie juos parašyta 2007 m.), mokslininkai atrado dešimtis FRB. Dauguma signalų yra vienkartiniai, tačiau kai kurie kartojasi, įskaitant toks, kuris plaka įprastu tempu .
Tačiau niekas niekada negalėjo paaiškinti, kas tiksliai gamina FRB. Iki šiol tik penki buvo lokalizuoti tam tikruose erdvės regionuose ir visi jie kilę už mūsų galaktikos ribų. Kai signalas ateina iš taip toli, labai sunku rasti objektą, atsakingą už jo kūrimą. Dauguma teorijų buvo sutelktos į kosminius susidūrimus arba neutronines žvaigždes. Ir taip pat gerai, ateiviai .
Spoilerio įspėjimas: tai ne ateiviai. Du nauji tyrimai, paskelbti šiandien žurnale Nature, tvirtai rodo, kad magnetarai – labai įmagnetintos neutroninės žvaigždės – yra vienas iš FRB šaltinių. Tyrimai taip pat rodo, kad šie sprogimai tikriausiai yra daug dažnesni, nei mes įsivaizdavome.
Nemanau, kad galime daryti išvadą, kad visi greiti radijo pliūpsniai kyla iš magnetarų, bet tikrai modeliai, kuriuose teigiama, kad magnetarai yra greitų radijo pliūpsnių kilmė, yra labai tikėtini, sako Daniele Michilli, astrofizikė iš McGill universiteto ir šio tyrimo bendraautorė. pirmasis gamtos tyrimas .
Naujos išvados sutelktos į FRB, aptiktą balandžio 28 d. dviem teleskopais: CHIME (Kanados vandenilio intensyvumo kartografavimo eksperimentas, įsikūręs Britų Kolumbijoje) ir STARE2 (trijų mažų radijo antenų masyvas, esantis visoje Kalifornijoje ir Jutoje). Signalas, pavadintas FRB 200428, per vieną milisekundę išskleidė daugiau energijos radijo bangomis nei saulė per 30 sekundžių.
Tai yra lygiavertė CHIME kursui rasti FRB – jų rasta dešimtys, o ateityje teleskopas gali aptikti sprogimas kiekvieną dieną . Tačiau nors STARE2 buvo specialiai sukurtas FRB ieškoti galaktikoje, esant mažesniam jautrumui nei dauguma kitų instrumentų, tik nedaugelis tikėjosi, kad tai pavyks. Kai jis pradėjo veikti praėjusiais metais, komanda numatė 10% tikimybę, kad ji tikrai suras signalą Paukščių Take.
Tada - atsitiko. Kai pirmą kartą pažvelgiau į duomenis, sustingau, sako Christopheris Bochenekas, Caltech astronomijos absolventas, vadovaujantis projektui STARE2 ir pagrindinis šio projekto autorius. antrasis gamtos tyrimas . Man prireikė kelių minučių, kol susikaupiau ir paskambinau draugui, kad iš tikrųjų atsisėsčiau ir įsitikinčiau, kad tai iš tikrųjų yra. Tarp STARE2 ir CHIME šį sprogimą matė penki radijo teleskopai visoje Šiaurės Amerikoje.
Tie stebėjimai tiesiog sutapo su neįtikėtinai ryškia blykste, sklindančia iš labai įmagnetintos neutroninės žvaigždės – magnetaro – SGR J1935+2154, esančios 30 000 šviesmečių nuo Žemės netoli Paukščių Tako galaktikos centro.
Šis magnetaras, kuris yra maždaug 40–50 kartų masyvesnis už saulę, sukuria intensyvius elektromagnetinės spinduliuotės priepuolius, įskaitant rentgeno ir gama spindulius. Jo magnetiniai laukai yra tokie stiprūs, kad suspaudžia netoliese esančius atomus į pieštuką primenančias formas.
Magnetarai visada buvo įtariamas FRB šaltinis, tačiau astrofizikams buvo sunku tai patvirtinti, nes visi kiti signalai atkeliavo iš Paukščių Tako ribų.
Mokslininkai palygino FRB 200428 radijo bangas su rentgeno stebėjimais, atliktais šešiais kosminiais teleskopais, taip pat kitomis antžeminėmis observatorijomis. Tie rentgeno spinduliai rodė SGR J1935+2154, kuris blykstelėjo 3000 kartų ryškiau nei bet kuris kitas įrašytas magnetas.
CHIME ir STARE2 komandos padarė išvadą, kad būtent šis magnetaras buvo atsakingas už energingą įvykį, kuris sukėlė ne tik ryškius rentgeno spindulius, bet ir FRB 200428. Tai pirmas kartas, kai Paukščių Tako viduje buvo aptiktas toks sprogimas, ir šis FRB skleidžia daugiau energijos nei bet kuris kitas galaktikoje aptiktas radijo bangų šaltinis.
FRB 200428 yra tik 30-oji stiprybė už silpniausią negalaktinį FRB ir yra viena tūkstantoji vidutinio signalo stiprumo. Taigi faktas, kad STARE2 jį užfiksavo po maždaug metų veikimo, yra tvirtas požymis, kad šie signalai aplink galaktiką šokinėja dažniau, nei suprato mokslininkai.
Šių naujų atradimų priešprieša yra FAST, penkių šimtų metrų diafragmos sferinis teleskopas, esantis pietvakarių Kinijoje. FAST yra didžiausias vienlėkštis radijo teleskopas pasaulyje. Jis negali apžvelgti didelių dangaus ruožų, bet gali siaurai žiūrėti ir ieškoti silpnų signalų labai toli esančiose vietose.
FAST studijavo SGR J1935+2154 iš viso aštuonias valandas per keturias stebėjimo sesijas nuo balandžio 16 iki 29 d. trečiasis gamtos tyrimas . Ir nerado jokių radijo bangų, kurios sutaptų su žinomais rentgeno ar gama spindulių pliūpsniais, įvykusiais per tą laiką.
Toje ataskaitoje nebūtinai paneigiamas magnetinis paaiškinimas, ypač todėl, kad FAST nestebėjo tuo metu, kai buvo aptiktas FRB 200428. Tačiau tai rodo, kad magnetas, skleidžiantis FRB, jei patvirtinamas, yra labai retas įvykis ir skleidžia radijo signalus, kuriuos dar turime visiškai apibūdinti.
Sandro Mereghetti, Nacionalinio astrofizikos instituto Milane astronomas, padėjo vadovauti SGR J1935+2154 rentgeno aptikimams, kuriuos atliko Europos kosmoso agentūros INTEGRAL teleskopas (Tarptautinė gama spindulių astrofizikos laboratorija). Nors jis mano, kad šis atradimas labai palankiai vertina FRB modelių, pagrįstų magnetarais, klasei, jis atkreipia dėmesį į tai, kad konkretūs fiziniai procesai, lemiantys stebimus radijo ir kietos rentgeno spinduliuotės pliūpsnius, dar nėra nustatyti. Kitaip tariant, mes nežinome, kas tiksliai vyksta magnetare, kuris gamintų FRB kartu su susijusiais rentgeno ar gama spinduliais.
Nesakyčiau, kad FRB paslaptis buvo išspręsta, sako Mereghetti. Tačiau tai tikrai didelis žingsnis į priekį, kuris taip pat atveria perspektyvas kitiems panašiems aptikimams.