Oldja meg a gyors rádiókitörések furcsa rejtélyét

Ez a munka azt bizonyítja, hogy az olyan egyedi képességekkel rendelkező új teleszkópok, mint az ATA, új látószöget nyújtanak az FRB tudomány kiemelkedő rejtelmeihez.

A SETI Intézet tudósainak egy csoportja új meglátásokat tárt fel a gyors rádiókitörések (FRB) néven ismert kozmikus rejtélybe. Az FRB 20220912A ismétlődésének felfedezése és részletes megfigyelése, amelyet a SETI Intézet Allen Telescope Array-jén (ATA) végeztek, rávilágított ezeknek az űrjeleknek a természetére.

Az FRB-k rövid, intenzív rádióhullámok a mélyűrből. Míg a legtöbb csak egyszer fordul elő, egyes „ismétlők” többször is küldenek jeleket, tovább elhomályosítva eredetük megértését. Az 541 órás megfigyelés során a kutatók 35 gyors rádiókitörést észleltek az FRB 20220912A jelismétlőből. Az ATA-val végzett megfigyelések a rádiófrekvenciák széles skáláját fedték le, és lenyűgöző mintákat tártak fel. Mind a 35 FRB a frekvenciaspektrum alján található, mindegyik egyedi energiajellel.

Az FRB 20220912A összes burst dinamikus spektrumát (vagy „kaszkád” mintáját) az Allen Telescope tömb, a frekvenciaátlagolt impulzusprofilok és az időátlagolt spektrumok segítségével detektáltuk.
Az idősoros diagramokon a piros árnyalatú területek jelzik az egyes részkitörések időtartamát, a piros függőleges vonalak pedig a szomszédos részkitörések határait jelölik. Hitel: SETI Intézet

Betekintések a SETI Intézet megfigyeléséből

„Ez a munka azért izgalmas, mert megerősíti az FRB ismert tulajdonságait és néhány új felfedezést” – mondta Dr. Sofia Shaikh, a SETI Intézet munkatársa, az NSF MPS-Ascend posztdoktori ösztöndíjasa és vezető szerzője. „Szűkítjük például a gyors rádiókitörések forrását az olyan extrém tárgyakra, mint a magnetárok, de egyetlen létező modell sem tudja megmagyarázni az összes eddig megfigyelt tulajdonságot. Nagyszerű volt részt venni az ATA-val végzett első FRB-vizsgálatban. Ez a munka azt bizonyítja, hogy az olyan egyedi képességekkel rendelkező új teleszkópok, mint az ATA, új szemszögből engedhetik meg az FRB tudomány kiemelkedő titkait.

A részletes eredmények a közelmúltban jelentek meg a folyóiratban A Royal Astronomical Society havi közleményei (MNRAS), az FRB-k érdekes viselkedését jeleníti meg. Ezek a kétértelmű jelek a frekvencia lefelé történő eltolódását, a sávszélesség és a középfrekvencia közötti kapcsolatot, valamint a burst időtartamának időbeli változását mutatják. A csapat észrevett valamit, amiről korábban nem számoltak be: a két hónapos megfigyelés alatt észrevehetően csökkent a robbanások központi frekvenciája, ami egy váratlan kozmikus siklófüttyre utalt.

Az FRB 20220912A adatkészlet két paramétere – a középfrekvencia és a sávszélesség – az idő függvényében, MJD-ben, a kampány kezdetétől annak végéig (körülbelül 60 napos időszak) van ábrázolva. Az a) panel azt jelzi, hogy az FRB központi frekvenciája csökken a kampány során (az illesztés és a nem paraméteres LOWESS irányelvek maradékaival alább kék színnel). A b) panel ugyanazt a sávszélesség-csökkenést mutatja az idő múlásával. Hitel: SETI Intézet

Ezenkívül a kutatók ezeket a megfigyeléseket arra használták, hogy előre jelezzék a legfényesebb FRB 20220912A fordulópontját, jelezve, hogy hozzájárulnak a teljes kozmikus jelátviteli sebességhez. Valójában ez a konkrét objektum volt felelős az égbolton e megfigyelések során fellépő nagy teljesítményű gyors rádiókitörések kis százalékáért.

A tanulmány a sorozatfelvételek időbeli mintázatait is vizsgálta, ismétlődést keresve a gyors rádiósorozatokon belül és között. Nem találtak egyértelmű mintát, amely rávilágít ezen égi jelenségek kiszámíthatatlanságára.

Az Allen teleszkóptömb szerepe

Ez a munka bemutatja, hogy az ATA milyen fontos szerepet játszik a gyors rádiókitörések rejtélyeinek feltárásában. Az ATA egyedülálló képességgel rendelkezik nagyszámú frekvenciacsatorna egyidejű rögzítésére, még akkor is, ha azok nagy távolságra vannak egymástól – például ott, ahol egyes frekvenciák nagyon magasak, mások nagyon alacsonyak. Ez lehetővé teszi a helyszíni ellenőrzéseket az FRB megérkezésekor, hogy korlátozza, mit csinál az FRB egyszerre magas és alacsony frekvencián. A folyamatos frissítések több lehetőséget ígérnek a halvány, gyors rádiókitörések egyidejű, több frekvencián történő megjelenítéséhez, így biztosítva, hogy az ATA továbbra is az élen járjon a gyors rádiókitörésekkel kapcsolatos ismereteink fejlesztésében.

Allen Telescope Array (ATA) a Hat Creek Radio Astronomy Observatory-ban, Kaliforniában, Amerikai Egyesült Államokban. Az ATA-t a SETI Institute üzemelteti, a technológiai aláírások keresésének dedikált eszközeként tervezték, és potenciálisan hatékony eszköz lehet a tranziensek tanulmányozására. hitel: Joe Marvia

„Izgalmas látni, hogy az ATA részt vesz az FRB-kutatásban három évvel a frissítési program kezdete után” – mondta Dr. Wael Farah, a SETI Intézet ATA projekt tudósa és társszerzője. „Az ATA egyedülálló képességekkel büszkélkedhet, amelyeket számos kutatási tevékenységben használnak, beleértve a gyors átmeneti műveleteket.”

Ez a mérföldkőnek számító felfedezés fontos előrelépést jelent az univerzum extrém objektumainak titkait feltáró, folyamatban lévő kutatásban. Ahogy a tudósok folytatják az univerzum felfedezését, minden egyes felfedezett egyedi tulajdonság közelebb visz bennünket ezen lenyűgöző kozmikus jelek eredetének és természetének megértéséhez.

Hivatkozás: „Az ismétlődő FRB 20220912A jellemzése az Allen Telescope Array segítségével”, Sophia Z. Sheikh, Wael Farah, Alexander W. Pollack, Andrew B. V., Simeon, Muhammad A. Shamma, Luigi F. Cruz, Roy H. Davis, David R. DeBoer, Vishal Gajjar, Phil Karn, Jamar Keetling, Wenbin Lu, Mark Masters, Pranav Premnath, Sarah Schultz, Carol Shoemaker, Gurmehar Singh és Michael Snodgrass elfogadták, A Royal Astronomical Society havi közleményei.
arXiv:2312.07756