infos.ro

Astronomii detectează o „bătăi ale inimii” radio la miliarde de ani lumină de Pământ | Știri MIT

Jennifer Chu | MIT News Office,news.mit.edu

Astronomii de la MIT și universități din Canada și Statele Unite au detectat un semnal radio ciudat și persistent dintr-o galaxie îndepărtată, care pare să clipească cu o regularitate surprinzătoare.

Semnalul este clasificat ca o rafală radio rapidă sau FRB – o explozie intens puternică de unde radio de origine astrofizică necunoscută, care durează de obicei cel mult câteva milisecunde. Cu toate acestea, acest nou semnal persistă până la trei secunde, de aproximativ 1.000 de ori mai mult decât FRB mediu. În această fereastră, echipa a detectat rafale de unde radio care se repetă la fiecare 0,2 secunde într-un model periodic clar, similar cu o inimă care bate.

Cercetătorii au etichetat semnalul FRB 20191221A, iar în prezent este cel mai durabil FRB, cu cel mai clar model periodic, detectat până în prezent.

Sursa semnalului se află într-o galaxie îndepărtată, la câteva miliarde de ani lumină de Pământ. Care ar putea fi acea sursă rămâne un mister, deși astronomii bănuiesc că semnalul ar putea emana fie de la un pulsar radio, fie de la un magnetar, ambele fiind tipuri de stele neutronice – nuclee de stele gigantice extrem de dense, care se rotesc rapid.

„Nu există multe lucruri în univers care să emită semnale strict periodice”, spune Daniele Michilli, post-doctorat la Institutul Kavli pentru Astrofizică și Cercetare Spațială al MIT. „Exemple pe care le cunoaștem în propria noastră galaxie sunt pulsarii radio și magnetarele, care se rotesc și produc o emisie radială similară cu un far. Și credem că acest nou semnal ar putea fi un magnetar sau un pulsar pe steroizi.”

Echipa speră să detecteze mai multe semnale periodice din această sursă, care ar putea fi apoi folosite ca ceas astrofizic. De exemplu, frecvența exploziilor și modul în care acestea se schimbă pe măsură ce sursa se îndepărtează de Pământ, ar putea fi utilizate pentru a măsura viteza cu care universul se extinde.

Descoperirea este raportată astăzi în jurnal Naturăși este scris de membri ai colaborării CHIME/FRB, inclusiv de co-autori MIT Calvin Leung, Juan Mena-Parra, Kaitlyn Shin și Kiyoshi Masui de la MIT, împreună cu Michilli, care a condus descoperirea mai întâi ca cercetător la Universitatea McGill , și apoi ca postdoc la MIT.

“Boom Boom Boom”

De când primul FRB a fost descoperit în 2007, sute de blițuri radio similare au fost detectate în univers, cel mai recent de către Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment, sau CHIME, un radiotelescop interferometric format din patru reflectoare parabolice mari care se află la Dominion. Observatorul Radio Astrofizic din Columbia Britanică, Canada.

CHIME observă continuu cerul în timp ce Pământul se rotește și este conceput pentru a capta undele radio emise de hidrogen în primele etape ale universului. Telescopul se întâmplă, de asemenea, să fie sensibil la exploziile radio rapide și, de când a început să observe cerul în 2018, CHIME a detectat sute de FRB care emană din diferite părți ale cerului.

Marea majoritate a FRB observate până în prezent sunt unice – rafale ultraluminoase de unde radio care durează câteva milisecunde înainte de a clipi. Recent, cercetătorii au descoperit primul FRB periodic care părea să emită un model regulat de unde radio. Acest semnal a constat într-o fereastră de patru zile de explozii aleatorii care apoi s-au repetat la fiecare 16 zile. Acest ciclu de 16 zile a indicat un model periodic de activitate, deși semnalul exploziilor radio reale a fost mai degrabă aleatoriu decât periodic.

Pe 21 decembrie 2019, CHIME a captat un semnal al unui potențial FRB, care a atras imediat atenția lui Michilli, care scana datele primite.

„A fost neobișnuit”, își amintește el. „Nu numai că a fost foarte lung, a durat aproximativ trei secunde, dar au existat vârfuri periodice care erau remarcabil de precise, emitând fiecare fracțiune de secundă – bum, bum, bum – ca o bătaie de inimă. Este prima dată când semnalul în sine este periodic.”

Izbucniri strălucitoare

Analizând tiparul exploziilor radio ale lui FRB 20191221A, Michilli și colegii săi au găsit asemănări cu emisiile de la pulsari și magnetare radio din propria noastră galaxie. Pulsarii radio sunt stele de neutroni care emit fascicule de unde radio, părând să pulseze pe măsură ce steaua se rotește, în timp ce o emisie similară este produsă de magnetare datorită câmpurilor lor magnetice extreme.

Principala diferență între noul semnal și emisiile radio de la pulsarii și magnetarele noastre galactice este că FRB 20191221A pare a fi de peste un milion de ori mai strălucitor. Michilli spune că blițurile luminoase pot proveni de la un pulsar sau magnetar radio îndepărtat, care este în mod normal mai puțin strălucitor pe măsură ce se rotește și, dintr-un motiv necunoscut, a ejectat o serie de explozii strălucitoare, într-o fereastră rară de trei secunde pe care CHIME a fost poziționat din fericire să o prindă.

„CHIME a detectat acum multe FRB cu proprietăți diferite”, spune Michilli. „Am văzut unii care trăiesc în nori care sunt foarte turbulenți, în timp ce alții arată ca și cum ar fi în medii curate. Din proprietățile acestui nou semnal, putem spune că în jurul acestei surse există un nor de plasmă care trebuie să fie extrem de turbulent.”

Astronomii speră să prindă explozii suplimentare de la periodicul FRB 20191221A, care le poate ajuta să-și perfecționeze înțelegerea sursei sale și a stelelor neutronice în general.

„Această detectare ridică întrebarea ce ar putea cauza acest semnal extrem pe care nu l-am văzut niciodată până acum și cum putem folosi acest semnal pentru a studia universul”, spune Michilli. „Viitoarele telescoape promit să descopere mii de FRB pe lună și, în acel moment, s-ar putea să găsim mai multe dintre aceste semnale periodice.”

Această cercetare a fost susținută, parțial, de Fundația Canada pentru Inovare.

Sursa articol

You might also like