Kozmik radyo patlamalarının bilinmeyen doğası

2024 Yazar: Seth Attwood | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-16 16:18

En gizemli kozmik fenomenlerden biri hızlı radyo patlamalarıdır. Bunlar, muazzam miktarda enerjinin serbest bırakılmasından kaynaklanan, bilinmeyen bir yapıya sahip kısa, birkaç milisaniye süreli radyo sinyalleridir. Keşiflerinden bu yana on yıldan fazla bir süre geçti, ancak astrofizikçiler hala oluşum mekanizmalarını anlamaya çalışıyorlar. Araştırmacılar, olası kaynaklar olarak nötron yıldızlarını, karadelikleri ve hatta yabancı uygarlıkların vericilerini gösteriyorlar.

gizemli sinyaller

Hızlı radyo patlamalarıyla, milisaniyeler içinde, Güneş'in on binlerce yılda yaydığı enerji kadar enerji açığa çıkar. Önde gelen hipotez, bunlara iki nötron yıldızının birleşmesi, bir kara deliğin buharlaşmasından kaynaklanan bir parlama veya bir pulsarın bir kara deliğe dönüşmesi gibi felaket olaylarının neden olduğudur. Uzun bir süre, radyo patlamalarının yalnızca bir kez gerçekleşebileceğine inanılıyordu, ancak 2015'te daha önce kaydedilen hızlı radyo patlaması FRB 121102'nin periyodik olmayan bir şekilde tekrarlandığı keşfedildi.

FRB 121102, Dünya'dan üç milyar ışıkyılı uzaklıkta bir cüce gökadada yer almaktadır ve dikkatli aramalara rağmen, birkaç yıl boyunca tekrarlayan radyo patlamalarının bilinen tek kaynağı olarak kalmıştır. Bununla birlikte, Ocak 2019'da, Kanada işbirliği CHIME'den bilim adamlarının bir makalesi Nature dergisinde yayınlandı ve burada başka bir kaynaktan gelen sinyallerin yeniden kaydedilmesi hakkında rapor edildi - 180814. J0422 + 73. CHIME (Kanada Hidrojen Yoğunluğu Haritalama Deneyi) interferometrik radyo teleskobu, 1,3 milyar ışıkyılı uzaklıktaki bir galaksiden gelen altı hızlı radyo patlaması kaydetti.

Frekans yapıları ve spektral özelliklerindeki sinyaller, benzer bir oluşum mekanizmasını ve kaynağın aynı yapısını gösteren FRB 121102'den gelen sinyallere benziyordu. Keşif, tam olarak tekrarlamaları nedeniyle felaket olaylarından kaynaklanamayan ayrı bir tür hızlı radyo patlamasının varlığına işaret ediyor.

sessiz galaksi

Ağustos 2019'da, uluslararası bir bilim adamları ekibi, ilk olarak dört milyar ışıkyılı uzaklıktaki bir galaksiden kaynaklanan tek bir hızlı radyo patlaması FRB 180924'ün kaynağını belirledi.

Gökbilimciler Avustralya'da bulunan ASKAP radyo interferometresini kullanarak FRB kaynağının konumunu belirlediler ve ardından Gemini, Keck ve VLT optik yer tabanlı teleskoplardan gelen verileri analiz ederek ona olan mesafeyi hesapladılar. Radyo parlamasının, merkezinden 13 bin ışıkyılı uzaklıkta, Samanyolu büyüklüğünde devasa bir galakside meydana geldiği ortaya çıktı. Galaksinin karakteristik bir özelliği, yeni yıldızların doğumu için süreçlerin olmamasıdır.

Bu, aktif yıldız oluşumu bölgesinde yer alan tekrarlayan FRB 121102 sinyalinin aksinedir. Bu nedenle, tek ve tekrarlayan hızlı radyo patlamaları farklı kökenlere sahip olmalıdır. FRB 121102 durumunda, radyo sinyali, özel bir nötron yıldızı türü olan bir magnetarın etrafındaki güçlü bir manyetik alandan geçiyor gibiydi.

Yakında, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki California Institute of Technology'deki gökbilimciler, nispeten sakin bir ortamda - Samanyolu'na benzeyen ve 7,9 milyar ışıkyılı uzaklıkta olan bir galakside - meydana gelen başka bir hızlı radyo patlaması FRB 190523'ün keşfini bildirdiler. dünyadan.

Bu keşiflerin her ikisi de hızlı radyo patlamalarının yalnızca çok sayıda magnetar içeren genç cüce gökadalarda meydana gelebileceğini çürütüyor.

sekiz ikiz

Ağustos 2019'da, Kanada işbirliği CHIME tarafından arXiv.org ön baskı deposunda tekrarlanan sekiz radyo sinyalinin algılandığını bildiren bir makale yayınlandı. İki radyo sinyali kaynağı - FRB 180916 ve FRB 181119 - iki kereden fazla (sırasıyla on ve üç kez) yanıp söndü, geri kalanı yalnızca bir kez tekrarlanan radyo sinyalleri gönderdi, radyo dalgalarının kaydedilmesi arasındaki en uzun duraklama 20 saatti. Araştırmacılara göre bu, birçok FRB'nin aslında tekrarlayıcı olduğunu, ancak bazılarının diğerlerinden daha aktif olduğunu gösterebilir.

Sekiz yeni hızlı radyo patlamasının çoğu, tekrarlanan her patlamada sinyal frekansında bir düşüş gösterdi; bu, bu fenomenleri üreten mekanizmayı anlamanın anahtarı olabilir. Ek olarak, FRB 180916, kaynağın Dünya'ya göreli yakınlığını gösteren en düşük sinyal dağılım oranlarına sahiptir. Araştırmacılar, radyo patlamasının doğasını belirlemeye de yardımcı olabilir.

cehennem yıldızları

2019 yazının sonlarında, Hindistan'daki Ulusal Radyoastrofizik Merkezi'ndeki bilim adamları, magnetarların hala en olası hızlı radyo patlaması kaynaklarından biri olduğunu bildirdi (en azından tekrarlayanlar).

Anormal magnetar XTE J1810-197, Dev Metrewave Radyo Teleskobu ile gözlemlendi. FRB 180814. J0422 + 73'ün tekrarlanmasından kaynaklanan flaşlara benzeyen milisaniyelik radyo emisyon darbeleri kaydedildi.

Bu magnetar Dünya'dan 10 bin ışıkyılı uzaklıkta bulunuyor. 2003'te keşfedildi ve 2008'de yavaş yavaş radyo emisyonları yaymayı bıraktı. Bununla birlikte, 2018'de üzerinde yavaş yavaş solmaya başlayan yeni bir salgın meydana geldi. İlginç bir şekilde, magnetarlar genellikle radyo emisyonu yaymazlar ve XTE J1810-197 bu tür radyo emisyonunun ilk kaynağıydı. Bu nesnenin nadirliği, tekrarlayan radyo patlamaları gibi, bilim adamlarını her iki olgunun da birbiriyle ilişkili olabileceğine inandırdı.

gürültülü delik

Eylül 2019'da Çinli gökbilimciler, FRB 121102'den yeni hızlı tekrarlayan radyo patlamaları (FRB'ler) tespit ettiklerini bildirdiler. Sinyaller, Guizhou eyaletinde 19 ışınlı bir alıcıya sahip 500 metrelik FAST radyo teleskopuyla tespit edildi. Ağustos ayının sonundan Eylül ayına kadar, kaydedilen tüm FRB'ler arasında rekor bir sayı olan 100'den fazla ani artış kaydedildi.

O zamana kadar, bilim adamları FRB 121102'nin Güneş'in kütlesini 10-100 milyon kat aşan ve güçlü bir manyetik alan oluşturan süper kütleli bir kara delik olduğunu varsaymaya başladılar ve delikten etkilenen bir nötron yıldızı veya plazması doğrudan olabilir. alevlenme kaynağı. Bir başka olası açıklama, FRB 121102'nin, bir pulsardan gelen yıldız rüzgarıyla beslenen bir nebula olan manyetize bir plerion olmasıdır.

Hızlı radyo patlamaları şu ana kadar açıklanamazken, 2019 yılında bilim camiasına gökbilimcileri çözüme yaklaştıran birçok veri sunuldu. FRB'lerin tekrarlanabileceği ortaya çıktı ve muhtemelen bunu çok sık yapıyorlar. Bu durumda, uygun bir yıldızlararası ortamda bulunan nötron yıldızları (pulsarlar ve magnetarlar) gibi oldukça egzotik nesneler tarafından üretilirler. Tek patlamalar daha az çalkantılı koşullarda meydana gelir: yıldız oluşumunun çok yavaş olduğu galaksiler. Bu tür fenomenler, büyük olasılıkla, gerçekten felaket süreçleri nedeniyle ortaya çıkar.