Új adatok egy rejtélyes rádiókitörésről

 
Művészi illusztráció egy gyors rádiókitörés szülőgalaxisának és a kitörés pontos helyének azonosításáról. (Forrás: Danielle Futselaar)

Év elején új megvilágításba kerültek a gyors rádiókitörések, amikor kiderült, hogy az FRB 180916 jelű forrás periodikusan ismétlődő jeleket bocsát ki. Négy új tanulmány is foglalkozik ezzel a gyors rádiókitöréssel, amelyek ismertetik a legújabb megfigyelések eredményeit, és az ilyen forrásokkal kapcsolatos új elméleteket.

A gyors rádiókitörések hihetetlenül nagy energiájú rádióhullámok kitörései, amelyek csupán néhány milliszekundumig tartanak, és a galaxisunkból kívüli forrásokból erednek. Már több mint százat ismerünk, és a számuk gyorsan növekszik. Ennek ellenére még mindig nem tudjuk biztosan, mi okozza őket, bár több tucat elméletünk van rájuk.

Az eddig érzékelt gyors rádiókitörések többsége egyszeri esemény volt, de egyre több olyat találnak, amelyek ismétlődnek is, általában megjósolhatatlan ütemben. A kanadai CHIME teleszkóp nemrég megtalálta az első periodikusan ismétlődő gyors rádiókitörést.

Az FRB 180916 egy galaxis spirálkarjából sugároz, a Gemini North teleszkóp által készített képen zöld körrel jelzett területről. (Forrás: NSF’s Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory/Gemini Observatory/AURA)

A zavarba ejtő FRB 180916 jelű ismétlődő gyors rádiókitörés nagyjából 500 millió fényévre van tőlünk. A CHIME megfigyelései alapján a forrás aktivitása 16,35 napos periódusidővel váltakozik: a kitörések nagyjából ötnapos aktív időszakba esnek, aztán a forrás körülbelül 11 napig csendes marad, majd újra aktív lesz.

Az új információ segít a kutatóknak leszűkíteni az FRB-k eredetével kapcsolatos magyarázatokat, a legújabb megfigyelések pedig új megvilágításba helyezik őket.

Két új tanulmány, amelyeket Marua Pilia (INAF, Olaszország) és Pragya Chawla (McGill University) jegyez, az FRB 180916 jelű gyors rádiókitöréssel kapcsolatos legfrissebb, eddigi legalacsonyabb frekvenciatartományban végzett megfigyelésekről számol be.

Pilia és munkatársai három kitörést vizsgáltak meg az olaszországi Szardíniai Rádióteleszkóppal 328 MHz-es frekvencián, Chawla és munkatársai pedig hét kitörést vizsgáltak meg 300 és 400 MHz között a virginiai Green Bank távcsővel.

A megfigyelésekből két fő következtetés vonható le:

  1. A kitörések forrásának környezete nem befolyásolja jelentősen az általunk észlelt sugárzást.
  2. Az FRB 180916 kitörésében tapasztalt alacsony energiájú sugárzás frekvenciájának alsó határa alacsonyabb, mint gondoltuk – ha egyáltalán van alsó határ.
Az FRB 180916 jelű gyors rádiókitörés egyik csúcsának profilja a Szardíniai Rádiótávcső mérései alapján. (Pilia és mtsai. 2020)

A kutatások leszűkítik a gyors rádiókitörésekkel kapcsolatos elméletek körét, például kizárják azokat, amelyek a forrás körül sűrű környezetet jósolnak – ilyenek a fiatal szupernóvamaradványok. Néhány elmélet továbbra is valószínűnek tűnik, az erős mágneses térrel rendelkező neutroncsillagok például különösen vonzó lehetőségnek látszanak.

Két, egymástól független elméleti kutatás, a J. J. Zanazzi (CITA) és Dong Lai (Cornell University), valamint a Yuri Levin (Columbia University) vezette kutatócsoport munkája egy magányos, erős mágneses térrel rendelkező, forgó
neutroncsillag lehetőségét vizsgálja.

Mindkét tanulmány igazolja, hogy egy ilyen, magnetárnak nevezett égitestet deformálhat a belső mágneses tere, aminek hatására forgástengelye billeghet. A rendkívül aktív csillag mágneses kitöréseit mi periodikusnak érzékeljük, mivel a tengely billegése miatt rendszeresen kikerülnek a látóirányunkból.

Az ábra azt mutatja, ahogy egy magnetár kitöréseit a mi látóirányunkból a billegés miatt hol látjuk, hol nem. (Levin és mtsai., 2020)

Ez az elmélet megmagyarázza az általunk megfigyelt periodikus rádiósugárzást. Az elméletet nemsokára talán bizonyíthatjuk is, mivel úgy tudjuk, hogy a mágneses neutroncsillagok forgási sebessége idővel fokozatosan lassul.
Ha az FRB 180916 jelű forrás egy ilyen égitest, akkor akár egy év alatt is észlelhető mértékben növekedni fog a kitörések közötti idő.

Még sok munka áll a kutatók előtt, de egyre több a megfigyelés, és a vizsgálatokat még alacsonyabb frekvenciákon is el tudják majd végezni, így lassan közelebb jutunk ezeknek a rejtélyes kitöréseknek a megismeréséhez.

Az eredményeket ismertető szakcikkek:

Forrás: csillagászat.hu

AAS Nova