Tajemnicze błyski radiowe mogą się powtarzać

mysteriousco

Po raz pierwszy w historii astronomowie wykryli powtarzające się szybkie błyski radiowe pochodzące z enigmatycznego źródła znajdującego się poza naszą galaktyką. Odkrycia wskazują, że te „szybkie błyski radiowe” emitowane są przez wyjątkowo silne źródło, które od czasu do czasu emituje kilka błysków na minutę.

Jak dotąd wszystkie odkryte szybkie błyski radiowe (FRB) rejestrowane były jako pojedyncze zdarzenia, dlatego też astronomowie uważali, że mogą one powstawać w zdarzeniach, które prowadzą do zniszczenia ich źródła – np. w wybuchach supernowych czy kolapsie gwiazdy neutronowej do czarnej dziury. Nowe wyniki wskazują jednak, że przynajmniej część FRB ma zupełnie inne źródło.

Trwające zaledwie kilka milisekund szybkie błyski radiowe zastanawiają naukowców odkąd udało się zarejestrować pierwszy FRB prawie 10 lat temu. Mimo szeroko zakrojonych poszukiwań, aż do teraz nie udawało się wykryć powtarzających się błysków.

Wszystko się zmieniło 5 listopada ubiegłego roku, kiedy to Paul Scholz doktorant McGill University analizował dane obserwacyjne zebrane za pomocą radioteleskopu Arecibo w Portoryko, największego aktualnie radioteleskopu na świecie. Nowe dane zebrane w maju i czerwcu i przeanalizowane za pomocą superkomputera w McGill High Performance Computing Centre ujawniły kilka błysków charakteryzujących się tymi samymi właściwościami co FRB odkryte w 2012 roku.

Powtarzające się sygnały były zaskakujące – i „bardzo ekscytujące,” mówi Scholz. „Od razu wiedziałem, że to odkrycie będzie niesamowicie ważne w badaniach FRB.” Podczas gdy specjalistyczne oprogramowanie przeznaczone do poszukiwania pulsarów i błysków radiowych wyświetlało kolejne wyniki, wokół komputera Scholza zbierała się co raz większa grupa współpracowników. W danych udało się odkryć łącznie 10 nowych błysków.

Odkrycie wskazuje, że owe błyski muszą pochodzić od bardzo egzotycznego obiektu takiego jak obracająca się gwiazda neutronowa o niespotykanej sile, zdolna do emisji wyjątkowo jasnych pulsów.

„Co więcej, nie tylko owe błyski się powtarzały, ale ich jasność i widmo także różnią się od innych FRB,” zauważa Laura Spitler, pierwszy autor nowego artykułu i postdoc w Max  Planck Institute for Radio Astronomy w Bonn (Niemcy).

Naukowcy uważają, w oparciu o zjawisko zwane dyspersją plazmy, że te jak i inne błyski radiowe mają swoje źródło w odległych galaktykach. Pulsy podróżujące w przestrzeni kosmicznej można odróżnić od interferencji naziemnej dzięki wpływowi elektronów z przestrzeni międzygwiezdnej, które sprawiają, że fale radiowe podróżują wolniej na niższych częstotliwościach. 10 nowych błysków, podobnie do tego odkrytego w 2012 roku, posiadają trzykrotnie większą dyspersję od tej, której można by oczekiwać jeżeli źródło błysku znajdowałoby się w Drodze Mlecznej.

Co ciekawe, najważniejszy wynik badań – fakt, że powtarzające się FRB emitowane są przez bardzo młodą gwiazdę neutronową znajdującą się poza naszą galaktyką – stoi w sprzeczności z wynikami badań opublikowanych w Nature w zeszłym tygodniu przez inny zespół badawczy. Wtedy to bowiem naukowcy stwierdzili, że błyski FRB związane są z kataklizmicznymi zdarzeniami, takimi jak krótkie błyski promieniowania gamma, które nie są powtarzalne. „Niemniej jednak ta pozorna sprzeczność może zniknąć, jeżeli okaże się, że mogą istnieć dwa różne źródła błysków FRB,” zauważa prof. Victoria Kaspi z McGill University, członek międzynarodowego zespołu, który przeprowadzał badania z wykorzystaniem radioteleskopu Arecibo.

W ramach kolejnych badań zespół ma nadzieję zidentyfikować galaktykę, w której wyemitowane zostały błyski radiowe. Aby tego dokonać, niezbędne będzie wykrycie błysków za pomocą radioteleskopów o dużo większej zdolności rozdzielczej niż radioteleskop Arecibo.

„Jeżeli uda nam się precyzyjnie określić położenie źródła błysków na niebie, będziemy w stanie porównać je z obserwacjami w zakresie optycznym i rentgenowskim i sprawdzić, czy w tym miejscu dostrzegamy jakąś galaktykę,” mówi Jason Hessels, profesor na University of Amsterdam oraz współautor artykułu w Nature. „Odnalezienie galaktyki pochodzenia błysku jest absolutnie niezbędne do zrozumienia jego właściwości,”  dodaje.

Więcej informacji: http://dx.doi.org/10.1038/nature17168

Źródło: McGill University