211service.com
Mēs tikko atradām avotu vienai no noslēpumainākajām astronomijas parādībām
Ātrie radio uzliesmojumi ir īpaši spēcīgi, īpaši īsi signāli, kas plūst cauri kosmosam un kuriem nav zināma izcelsme. Viens jauns skaidrojums ir magnetāri. 2020. gada 4. novembris
Pieci simti metru sfēriskās apertūras teleskops (FAST) Guidžou provincē, Ķīnā. Bojun Wang, Jinchen Jiang, Qisheng Cui
Ātri radio uzliesmojumi ir vieni no dīvainākajiem kosmosa zinātnes noslēpumiem. Šie impulsi ilgst mazāk nekā piecas milisekundes, bet atbrīvo vairāk enerģijas nekā saule dienās vai nedēļās. Kopš tie pirmo reizi tika reģistrēti 2001. gadā (un par tiem tika rakstīti 2007. gadā), zinātnieki ir atklājuši desmitiem FRB. Lielākā daļa ir vienreizēji signāli, bet daži atkārtojas, tostarp tāds, kas sit regulārā tempā .
Bet neviens nekad nav spējis izskaidrot, kas tieši ražo FRB. Līdz šim tikai pieci bija lokalizēti noteiktos kosmosa reģionos, un tie visi radās ārpus mūsu galaktikas. Kad signāls nāk no tik tālu, ir ļoti grūti atrast objektu, kas ir atbildīgs par tā radīšanu. Lielākā daļa teoriju ir vērstas uz kosmiskām sadursmēm vai neitronu zvaigznēm. Un arī, labi, citplanētieši .
Spoilera brīdinājums: tie nav citplanētieši. Divi jauni pētījumi, kas šodien publicēti žurnālā Nature, stingri norāda, ka magnetāri - ļoti magnetizētas neitronu zvaigznes - ir viens no FRB avotiem. Pētījumi arī liecina, ka šie uzliesmojumi, iespējams, ir daudz biežāki, nekā mēs iedomājāmies.
Es nedomāju, ka mēs varam secināt, ka visi ātrie radio uzliesmojumi nāk no magnetāriem, taču, protams, modeļi, kas liecina par magnetāriem kā ātru radio uzliesmojumu izcelsmi, ir ļoti iespējams, saka Daniele Michilli, astrofiziķe no Makgila universitātes un līdzautore. pirmais dabas pētījums .
Jaunie atklājumi koncentrējas uz FRB, ko 28. aprīlī atklāja divi teleskopi: CHIME (Kanādas ūdeņraža intensitātes kartēšanas eksperiments, kas atrodas Britu Kolumbijā) un STARE2 (trīs mazu radio antenu kopums, kas atrodas visā Kalifornijā un Jūtā). Signāls, kas nodēvēts par FRB 200428, radioviļņos izlaida vairāk enerģijas vienā milisekundē nekā saule 30 sekundēs.
Tas ir līdzvērtīgs kursam, lai CHIME atrastu FRB — tas ir atrasts desmitiem, un nākotnē teleskops, iespējams, spēs atklāt sprādziens katru dienu . Bet, lai gan STARE2 tika īpaši izstrādāts, lai galaktikā meklētu FRB ar zemāku jutību nekā vairumam citu instrumentu, daži cerēja, ka tas izdosies. Kad tas sāka darboties pagājušajā gadā, komanda prognozēja 10% iespēju, ka tā patiešām atradīs signālu Piena ceļā.
Tad — tas notika. Kad es pirmo reizi aplūkoju datus, es sastingu, saka Kristofers Bočeneks, Caltech astronomijas absolvents, kurš vada STARE2 projektu un ir galvenais autors. otrais dabas pētījums . Man bija vajadzīgas dažas minūtes, lai savāktu sevi un piezvanītu draugam, lai viņš apsēstos un pārliecinātos, ka šī lieta patiešām ir īsta. Starp STARE2 un CHIME šo uzliesmojumu redzēja pieci radioteleskopi visā Ziemeļamerikā.
Šie novērojumi vienkārši sakrita ar neticami spilgtu zibspuldzi, kas izstarojas no ļoti magnetizētas neitronu zvaigznes — magnetāra — ar nosaukumu SGR J1935+2154, kas atradās 30 000 gaismas gadu attālumā no Zemes netālu no Piena Ceļa galaktikas centra.
Šis magnetārs, kas ir aptuveni 40 līdz 50 reizes masīvāks par sauli, rada intensīvus elektromagnētiskā starojuma uzliesmojumus, tostarp rentgena un gamma starus. Tā magnētiskie lauki ir tik spēcīgi, ka tie izspiež tuvumā esošos atomus zīmulim līdzīgās formās.
Magnetāri vienmēr ir bijuši aizdomīgs FRB avots, taču astrofiziķiem ir bijis grūti to apstiprināt, jo visi pārējie signāli nāca ārpus Piena ceļa.
Pētnieki salīdzināja FRB 200428 radioviļņus ar rentgena novērojumiem, ko veica seši kosmosa teleskopi, kā arī citas zemes observatorijas. Šie rentgena stari norādīja uz SGR J1935+2154, kas mirgoja 3000 reižu spilgtāk nekā jebkurš cits reģistrētais magnetārs.
CHIME un STARE2 komandas secināja, ka šis konkrētais magnetārs bija atbildīgs par enerģisko notikumu, kas radīja ne tikai spilgtas rentgena emisijas, bet arī FRB 200428. Tā ir pirmā reize, kad Piena ceļā tiek atklāts šāds sprādziens, un šis FRB izstaro vairāk enerģijas nekā jebkurš cits galaktikā atklātais radioviļņu avots.
FRB 200428 ir tikai 30. daļa stipra nekā reģistrētā vājākā ārpusgalaktikas FRB, un tā ir viena tūkstošdaļa no vidējā signāla stipruma. Tātad fakts, ka STARE2 to ierakstīja pēc aptuveni gadu ilgas darbības, liecina par to, ka šie signāli pa galaktiku atlec biežāk, nekā zinātnieki saprata.
Pretpunkts šiem jaunajiem atklājumiem nāk no FAST, piecu simtu metru apertūras sfēriskā teleskopa, kas atrodas Ķīnas dienvidrietumos. FAST ir lielākais vienas šķīvja radioteleskops pasaulē. Tas nevar aptvert lielus debesu laukumus, taču tas var šauri skatīties, lai meklētu vājus signālus vietās, kas atrodas ļoti tālu.
FAST pētīja SGR J1935+2154 kopumā astoņas stundas četrās novērošanas sesijās no 16. līdz 29. aprīlim. trešais dabas pētījums . Un tā neatrada radioviļņus, kas sakristu ar zināmiem rentgena vai gamma staru uzliesmojumiem, kas notikuši šajā laikā.
Šis ziņojums ne vienmēr novērš magnētisko skaidrojumu, jo īpaši tāpēc, ka FAST nenovēroja brīdī, kad tika atklāts FRB 200428. Bet tas liecina, ka magnetārs, kas izstaro FRB, ja tas tiek apstiprināts, ir ļoti rets notikums, un tas rada radio signālus, kas mums vēl nav pilnībā jāraksturo.
Sandro Mereghetti, Milānas Nacionālā astrofizikas institūta astronoms, palīdzēja vadīt SGR J1935+2154 rentgena detektēšanu, ko veica Eiropas Kosmosa aģentūras INTEGRAL teleskops (Starptautiskā gamma-staru astrofizikas laboratorija). Lai gan viņš uzskata, ka atklājums ļoti atbalsta FRB modeļu klasi, kuru pamatā ir magnetāri, viņš norāda, ka konkrētie fizikālie procesi, kas izraisa novērotos radio un cietās rentgena emisijas uzliesmojumus, vēl nav atrisināti. Citiem vārdiem sakot, mēs nezinām, kas tieši notiek magnetārā, kas radītu FRB kopā ar saistītajiem rentgena vai gamma stariem.
Es neteiktu, ka FRB noslēpums ir atrisināts, saka Mereghetti. Bet tas noteikti ir liels solis uz priekšu, kas paver arī izredzes citiem līdzīgiem atklājumiem.