Schneller Radioknall: Studien verraten Details zur Herkunft

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Mehr als 15 Jahre nach der Entdeckung schneller Funkstöße haben neue Forschungen das Rätsel um die Ursprünge und die Tiefe dieser Phänomene im Weltraum gelüftet.

Fast Radio Bursts oder FRBs sind starke, helle Emissionen von Radiowellen, die von einem Bruchteil einer Millisekunde bis zu einigen Tausendstelsekunden reichen und jeweils Energie erzeugen, die der jährlichen Leistung der Sonne entspricht.

Neuere Forschungen haben ergeben, dass einige FRBs von Magnetaren stammen, die Neutronensterne mit extrem starken Magnetfeldern sind. Eine schnelle Funkexplosion wurde gefunden In der Milchstraße Laut einer Studie aus dem Jahr 2020 wurde es mit einem Magnetar in Verbindung gebracht.

Aber Wissenschaftler haben die Ursprünge der kosmischen FRBs, die Milliarden von Lichtjahren entfernt liegen, noch nicht bestimmt. Es ist ein Dilemma, das ein internationales Team von Wissenschaftlern veranlasst hat, zu sehen, was es aus Beobachtungen von fast 1.900 Bursts von einer aktiven schnellen Radioburst-Quelle außerhalb unserer Galaxie mit dem Namen FRB 20201124A lernen kann lernen Veröffentlicht am 21. September in Nature.

Die mit FRB 20201124A verbundenen Emissionen traten im Frühjahr 2021 für 82 Stunden an 54 Tagen auf, was es zu einem der energiereichsten schnellen Funkstöße macht. Es war durch das größte Radioteleskop der Welt sichtbar – das sphärische Radioteleskop mit fünfhundert Metern Apertur oder FAST.

Während der ersten 36 Tage war das Studienteam überrascht, unregelmäßige, kurzzeitige Unterschiede in der Faraday-Rotationsskala zu sehen, die die Magnetfeldstärke und Partikeldichte in der Nähe von FRB 20201124A misst. Eine größere Spinskala bedeutet, dass das Magnetfeld in der Nähe der Quelle des Funkstoßes stärker, intensiver oder beides ist, und eine kleinere Skala bedeutet das Gegenteil, sagte der Mitautor der Studie und Astrophysiker Bing Zhang per E-Mail.

„Dies spiegelt nicht den Beginn (des Lebens) des FRB wider“, sagte Zhang, Gründungsdirektor des Zentrums für Astrophysik an der Universität von Nevada, Las Vegas. „Die FRB-Quelle ist schon lange dort, hat aber die meiste Zeit geschlafen. Sie wacht manchmal auf (diesmal für 54 Tage) und gibt viele Herzschläge ab.“

Die Skalen stiegen in diesem Zeitraum auf und ab und stoppten dann für die letzten 18 Tage, bevor der FRB nachließ – „was darauf hinweist, dass sich die Magnetfeldstärke und/oder -intensität entlang der Sichtlinie in der Nähe der FRB-Quelle ändert im Laufe der Zeit“, fügte Zhang hinzu. weist darauf hin, dass sich die Umgebung der FRB-Quelle dynamisch entwickelt, mit schnellen Änderungen der Magnetfelder, der Dichte oder beidem.“

„Ich vergleiche es mit dem Drehen eines Films rund um die FRB-Quelle, und unser Film enthüllte eine komplexe, sich dynamisch entwickelnde Magneto-Umgebung, die man sich vorher nie vorgestellt hatte“, sagte Zhang in einer Pressemitteilung.

a physikalisches Modell Ein anderes Forscherteam schlug basierend auf Beobachtungen von FRB 20201124A vor, dass FRB aus einem etwa 8.480 Lichtjahre entfernten Doppelsystem stammt, das einen Magnetar und einen Be-Stern enthält, der ein viel heißerer, größerer Stern ist, der schneller umkreist als die Sonne, so a separate Studie veröffentlicht am 21. September in der Zeitschrift Nature Communications.

Die Forscher fanden heraus, dass die komplexe Magneto-Umgebung der Radioexplosion innerhalb einer astronomischen Einheit (der Entfernung zwischen Erde und Sonne) von ihrer Quelle liegt.

Sie entdeckten auch, dass die Explosion von einer schmalen, metallreichen Spiralgalaxie ähnlich der Milchstraße ausging, indem sie die 10-Meter-Keck-Teleskope in Mauna Kea, Hawaii, verwendeten. Die Quelle des Radioblitzes befindet sich zwischen den Spiralarmen der Galaxie, wo keine signifikante Sternentstehung stattfindet, was es unwahrscheinlich macht, dass der Ursprung nur ein Magnetar war, so der Co-Autor der Naturstudie, Sobu Dong, außerordentlicher Professor am Kavli-Institut für Astronomie und Astrophysik. an der Peking-Universität.

„Eine solche Umgebung ist für einen isolierten Magnetar nicht direkt vorhersagbar“, sagte Zhang in einer Pressemitteilung. „Es könnte noch etwas anderes in der Nähe der FRB-Engine sein, vielleicht ist es ein binärer Begleiter.“

Die Autoren sagten, dass die Modellierungsstudie weitere Forschungen zu schnellen Radio-Burst-Signalen von Be-Stern/Röntgen-Binärdateien anregen sollte.

„Diese Notizen brachten uns zurück zum Reißbrett“, sagte Zhang. „FRBs sind eindeutig rätselhafter, als wir es uns vorgestellt haben. Weitere Beobachtungskampagnen mit mehreren Wellenlängen sind erforderlich, um die Natur dieser Organismen weiter aufzudecken.“