Új gyors rádiórobbanást találtak egy olyan területen, amelynek nem szabadna forrása lenni

A gyors rádiókitörések rejtélyek voltak, amikor először észlelték őket. Eleinte minden FRB ugyanazt a mintát követte: egy hatalmas energialökést rádióhullámhosszon, amely kevesebb mint egy másodpercig tartott – majd a kitörés eltűnt, és soha többé nem ismétlődhetett meg. Kezdetben azt gyanítottuk, hogy az FRB-k detektoraink hardveres hibája lehet, de idővel a folyamok gyakorisága meggyőzött bennünket, hogy valódiak.

Azóta azonosítottuk A gyakori kitörések forrásai és az FRB-ket a rádiósávon kívül energiát termelő forráshoz kapcsoljuk. Ez végül segített nekünk ujjal mutogatni egy forrásból: magnetárok vagy neutroncsillagok, amelyek nagyon intenzív mágneses mezővel rendelkeznek.

Most a valóság eltűnt, és a majomkulcs belekerült ebbe a gyönyörű és egyszerű értelmezésbe. Az FRB-k új ismétlődő forrását azonosították, és olyan helyen található, ahol nem számítanánk arra, hogy mágneseket találunk. Ez nem jelenti azt, hogy a forrás nem egy magnetárról, de néhány szokatlan magyarázathoz kell folyamodnunk a kialakulásához.

forgó neutronok

A magnetár a neutroncsillag egy formája, amely megmarad, miután egy csillag összeomlik, amely elég nagy ahhoz, hogy szupernóvát hozzon létre, de nem elég nagy tömegű ahhoz, hogy fekete lyukat hozzon létre. Amikor ezt a maradékot neutronlevessé sűrítik, a neutroncsillag anyaga addig zsugorodik, amíg csak körülbelül 20 kilométer széles lesz. Ez a kompakt objektum örökli szülőcsillagának teljes forgási energiáját, ami gyors forgást okoz, amelyet gyakran a környezetéből kihulló anyag hozzáadásával fokoz.

Sok esetben ez a gyors forgás pulzárokat eredményez, amelyek neutroncsillagok, amelyek sugárzási forrásai gyorsan felvillannak, amikor a csillag forog. Más esetekben a neutroncsillag intenzív mágneses térrel zárul, így magnetárrá válik. A magnetár intenzív mágneses erővonalait a forgása mozgatja, ami gyakran nagy energiájú kölcsönhatásokat eredményez a környezetével.

De ezek a nagy energiájú jelenségek nem szoktak sokáig tartani, legalábbis csillagászati ​​szempontból. Mindezek az energetikai kölcsönhatások a környezettel arra késztetik a neutroncsillagot, hogy energiát bocsát ki, lelassítja forgását és csökkenti az általa termelt fény intenzitását. Például úgy gondolják, hogy a mágneses vonatok élettartama mindössze 10 000 év, mielőtt csendesebb életbe kezdenek.

Ráadásul a magnetáris csillagokat alkotó szupernóva viszonylag fiatal, jellemzően csak néhány millió éves csillagokban fordul elő.

Ez a kombináció – korai csillaghalál és rövid mágneses élettartam – azt jelenti, hogy csak olyan régiókban számíthatunk magnetárokra, ahol sok fiatal csillag található. Feltételezték, hogy az idősebb csillaghalmazok látták a magnetárok kialakulását, és évmilliárdokkal ezelőtt elhalványultak.

ez honnan volt?

A nagy nemzetközi csapat által végzett új munka egy másik, ismétlődő FRB-forrás, az FRB 20200120E felfedezésének nyomon követését is magában foglalta. Az FRB 20200120E hollétének meghatározásához a csapat az Európai Nagyon Hosszú Interferometrikus Hálózat elemzői erejét vette igénybe, amely akár 22 teleszkópot is képes használni. elterjedt az egész világon. A csapatnak sikerült eleget tennie az ismétlődő forrásra irányított teleszkópokból ahhoz, hogy öt különálló FRB-t leképezzenek.

Ahogy a különböző teleszkópokból származó adatok rekonstrukciója működik, egyetlen fröccsenés sem ad pontos helyet. Alternatív megoldásként azonosítható egy sor potenciális helyszín. Az egyes kitöréseknek megfelelő helyszínek kombinálásával a kutatók potenciális helyet tudtak biztosítani az FRB forrás számára.

Kiderült, hogy ez a forrás egy gömb alakú csillaghalmaz a közeli M81 galaxisban. Az FRB 20200120E elhelyezkedésével és az M81-en belüli gömbhalmazok gyakoriságával kapcsolatos fennmaradó bizonytalanság alapján a kutatócsoport becslése szerint körülbelül 1 a 10 000-hez az esélye, hogy az FRB 20200120E ne legyen ebben a gömbhalmazban.

Az ezen az oldalon végzett keresés nem tárt fel állandó rádiójelforrást. A röntgen- és gamma-teleszkópokkal végzett keresések alapján nem találtak nagy energiaforrást. Ezért nincs ott tiszta, nagy energiájú objektum.

Mi a régi és mi az új?

Furcsa ez az oldal. A gömbhalmazokra leginkább az jellemző, hogy ősi csillagok csoportjaiból állnak. Nem valószínű, hogy volt olyan szupernóva, amelyben neutroncsillagok alakultak ki évmilliárdok óta. Tehát ez valószínűleg kizárná a mágnesek jelenlétét, nem?

Nem teljesen. Néhány mechanizmus szupernóva nélkül vagy jóval azután is képes magnetart létrehozni. Ezek a mechanizmusok többnyire egy közeli társcsillagtól függenek. Ha a társ egy közönséges csillag lenne, akkor képes táplálni egy fehér törpecsillagot, amíg a törpe neutroncsillaggá nem omlik össze. Vagy a fehér törpék és a neutroncsillagok különböző csoportjai egyesülhetnek, és szintén neutroncsillagot hoznak létre. Végül tudjuk, hogy egy közönséges társ „megforgathat” egy korábban nyugvó neutroncsillagot, ha anyaggal táplálja.

Ezen folyamatok bármelyike ​​létrehozhat magnetart egy ősi csillagcsoporton belül. Nehéz lehet meghatározni, hogy a 20200120E FRB-ben valójában melyik folyamat – ha van ilyen – zajlott le, tekintettel arra, hogy nyilvánvalóan nem történt nem felrobbanási tevékenység a helyszínen.

Mindenesetre az eredmények azt sugallják, hogy ha az összes FRB forrása a mágnesesség, akkor arra számíthatunk, hogy sokkal szélesebb körben fogjuk látni őket, mint azt a felfedezés előtt vártuk. Lehetséges, hogy még nem kívánjuk kizárni a nem mágneses források figyelembevételét.

Természet, 2022. DOI: 10.1038 / s41586-021-04354-w (A DOI-król).