A csillagászok rendkívül erős, gyors rádiókitöréseket észlelnek, amelyek egy közeli galaxist eltérítenek

A Westerbork-teleszkóp által észlelt három új gyors rádiókitörésről kimutatták, hogy behatoltak a szomszédos háromszöggalaxisunk glóriájába. A láthatatlan elektronok abban a galaxisban torzítják az FRB-ket. Új, éles, élénk képek alapján a csillagászok most először tudják megbecsülni a háromszög-galaxis láthatatlan atomjainak maximális számát. Kredit: ASTRON/Futselaar/van Leeuwen

A hollandiai Westerborkban található rádióteleszkóp tömbjének frissítése után a csillagászok öt új gyors rádiókitörést találtak. A korábban lehetségesnél élesebb teleszkópfelvételek azt mutatták, hogy több kitörés is áthatolt a szomszédos háromszöggalaxisunkon. Ez lehetővé tette a csillagászoknak, hogy először határozzák meg a láthatatlan atomok maximális számát ebben a galaxisban.

A gyors rádiókitörések, az FRB-k, a világegyetem legfényesebb robbanásai közé tartoznak. A kitöréseket főként rádióhullámok bocsátják ki. A villanások olyan erősek, hogy a rádióteleszkópok akár több mint négymilliárd (!) fényév távolságból is érzékelhetik őket. Ez a folyamatos láthatóság ilyen hatalmas távolságokon azt jelenti, hogy a fúvókák hatalmas mennyiségű energiát tartalmaznak. Amikor felrobban, egyetlen FRB a teljes globális lakosság éves energiafogyasztásának tízbilliószorosát (tízmilliószorosát) tartalmazza.

Ez a hatalmas energiatermelés nagyon izgalmassá teszi az FRB-ket. Sok csillagász úgy véli, hogy ezeket neutroncsillagok bocsátják ki. Ezeknek a nagyon fiatal csillagoknak a mágneses mezőjének intenzitása és erőssége egyedülálló az univerzumban. A villanások vizsgálatával a csillagászok célja, hogy jobban megértsék az univerzumot alkotó anyag alapvető tulajdonságait. De ezeket a villanásokat nehéz tanulmányozni. Senki sem tudja, hol fog felrobbanni a következő adag az égen. Az FRB pedig csak a másodperc töredékéig tart: ha pislog, lemarad róla.

Az új vevőkészülékekkel és egy új szuperszámítógéppel (az Apertif Radio Transient System, ARTS) működő Westerbork öt új FRB-t fedezett fel. Ő is azonnal azonosította – mondta Joeri van Leeuwen (ASTRON) vezető kutató: „Most van egy nagyon széles látómezővel és nagyon éles látással rendelkező műszerünk. És mindez élőben van. Ez új és izgalmas.”

Korábban az olyan rádióteleszkópok, mint a Westerborks, észlelték az FRB-ket, akárcsak a légy összetett szemeit. A legyek minden irányba látnak, de nem látható. Westerbork fejlesztése olyan, mintha egy légy szemét kereszteznénk egy sas szemével. Az ARTS szuperszámítógép folyamatosan kombinálja tizenkét westerborki étel képét, hogy éles képet hozzon létre egy hatalmas látómezőn. „Az ember nem engedheti meg magának, hogy megvásárolja az ehhez szükséges összetett elektronikát” – mondja Erik Koestra (ASTRON) rendszermérnök. „A rendszer nagy részét magunk terveztük, egy nagyszerű csapattal. Ennek eredményeként egy fejlett gép lett, amely az egyik legerősebb a világon.”

galaktikus aberráció

A csillagászok szeretnék megérteni, hogyan és miért válnak ilyen fényessé az FRB-k. De a villanások azért is érdekesek, mert a Föld felé tartva más galaxisokon haladnak át. A galaxisokban lévő elektronok, amelyek általában láthatatlanok, torzítják a villanásokat. A láthatatlan elektronok és kísérő atomjaik nyomon követése azért fontos, mert a világegyetem anyagának nagy része sötét, és még mindig keveset tudunk róla. Korábban a rádióteleszkópok nagyjából jelezni tudták, hol fordul elő az FRB. Az ARTS szuperszámítógép most lehetővé teszi, hogy Westerbork pontosan meghatározza az FRB pontos helyét. Van Leeuwen: „Megmutattuk, hogy az általunk észlelt FRB-k közül három torzította a Triangulum galaxisunkat! Így most először sikerült kiszámítanunk a láthatatlan elektronok számát, amelyet a galaxis legfeljebb tartalmaz. Figyelemre méltó eredmény.”

Hivatkozás: Joeri van Leeuwen, Eric Kooistra, Leon Oostrum, Liam Connor, Jonathan E. Hargreaves: „The Apertif Radio Transient System (ARTS): Az első öt sebességű rádiófolyam tervezése, üzembe helyezése, adatkiadása és észlelése” Yogesh Maan, Ines Pastor-Marazuela Emily Petrov, Daniel van der Schoor, Alessio Skloko, Samira M. Block, William JGD, Oliver M Boersma, WM A. Van Capelen, Arthur H.W.M. Colin, Sedis Damstra, Helga Dens, Geer NG Van Diepen, David W. Gardiner, Jan Grange, Andre W. Jonst, Kelly M. Hess, Hanno Holtes, Theis van der Hulst, Baudouin Hutt, Alexander Kotkin, J. Marcel Luce, Daniel M. Lucero, Ognes Mika, Klim Mikhailov, Raffaella Morgante, Vanessa A. Moss, Henk Mulder, Minno J. Norden, Tom A. Oosterloo, Emaneula Orrú, Zsolt Paragi, Jan-Pieter R. de Reijer, Arno P. Schoenmakers, Klaas JC Stuurwold, Sander ter Veen, Yu-Yang Wang, Alwin W. Zanting és Jacob Ziemke2023. április 12 És Csillagászat és asztrofizika.
DOI: 10.1051/0004-6361/202244107