Astronomët hedhin dritë të re mbi formimin e shpërthimeve misterioze të radios

Më shumë se 15 vjet pas zbulimit të shpërthimeve të shpejta të radios (FRB)—shpërthimet kozmike të rrezatimit elektromagnetik në hapësirë të thellë milisekonda—astronomët në mbarë botën kanë krehur universin për të zbuluar të dhëna se si dhe pse ato formohen.

Pothuajse të gjitha FRB-të e identifikuara kanë origjinën në hapësirën e thellë jashtë galaktikës sonë Rruga e Qumështit. Kjo është deri në prill 2020, kur u zbulua FRB-ja e parë Galaktike, e quajtur FRB 20200428. Ky FRB u prodhua nga një magnetar (SGR J1935+2154), një yll neutron i dendur, me madhësi të qytetit, me një fushë magnetike tepër të fuqishme.

Ky zbulim novator bëri që disa të besojnë se FRB-të e identifikuara në distanca kozmologjike jashtë galaktikës sonë mund të prodhohen gjithashtu nga magnetarët. Megjithatë, arma e tymosjes për një skenar të tillë, një periudhë rrotullimi për shkak të rrotullimit të magnetarit, deri më tani i ka shpëtuar zbulimit. Hulumtimi i ri në SGR J1935+2154 hedh dritë mbi këtë mospërputhje kurioze.

Në numrin e 28 korrikut të revistës Science Advances, një ekip ndërkombëtar shkencëtarësh, përfshirë astrofizikanin e UNLV-së Bing Zhang, raportojnë mbi monitorimin e vazhdueshëm të SGR J1935+2154 pas FRB-së së prillit 2020 dhe zbulimin e një fenomeni tjetër kozmologjik të njohur si pulsar radio. faza pesë muaj më vonë.

Për t’i ndihmuar ata në kërkimin e tyre për përgjigje, astronomët mbështeten pjesërisht në radio teleskopë të fuqishëm si radioteleskopi masiv sferik me hapje pesëqind metra (FAST) në Kinë për të gjurmuar FRB-të dhe aktivitete të tjera në hapësirën e thellë. Duke përdorur FAST, astronomët vunë re se FRB 20200428 dhe faza e mëvonshme e pulsarit e kishin origjinën nga rajone të ndryshme brenda shtrirjes së magnetarit, gjë që lë të kuptohet për origjinë të ndryshme.

“FAST zbuloi 795 impulse në 16.5 orë në 13 ditë nga burimi,” tha Weiwei Zhu, autori kryesor i punimit nga Observatori Kombëtar Astronomik i Kinës (NAOC). “Këto impulse tregojnë veti të ndryshme vëzhgimi nga shpërthimet e vëzhguara nga burimi.”

Kjo dikotomi në mënyrat e emetimit nga rajoni i një magnetosfere i ndihmon astronomët të kuptojnë se si dhe ku ndodhin FRB-të dhe fenomenet e lidhura me to brenda galaktikës sonë dhe ndoshta edhe ato në distanca të mëtejshme kozmologjike.

Impulset e radios janë shpërthime elektromagnetike kozmike, të ngjashme me FRB-të, por zakonisht lëshojnë një shkëlqim afërsisht 10 rend të madhësisë më pak se një FRB. Pulset zakonisht vërehen jo në magnetarë, por në yje të tjerë rrotullues neutron të njohur si pulsarë. Sipas Zhang, një autor korrespondues në punim dhe drejtor i Qendrës së Nevadës për Astrofizikën, shumica e magnetarëve nuk lëshojnë pulse radio shumicën e kohës, ndoshta për shkak të fushave të tyre magnetike jashtëzakonisht të forta. Por, siç ishte rasti me SGR J1935+2154, disa prej tyre bëhen radio pulsarë të përkohshëm pas disa aktiviteteve të shpërthyera.

Një tipar tjetër që i bën të ndryshme shpërthimet dhe pulset janë “fazat” e tyre të emetimit, pra dritarja kohore ku emetohet emetimi i radios në çdo periudhë emetimi.

“Ashtu si impulset në pulsarët e radios, impulset magnetare emetohen brenda një dritareje të ngushtë faze brenda periudhës,” tha Zhang. “Ky është efekti i njohur i ‘farit’, domethënë, rrezja e emetimit fshin vijën e shikimit një herë në periodë dhe vetëm gjatë një intervali të shkurtër kohor në çdo periudhë. Më pas mund të vëzhgoni emetimin radio pulsues.”

Zhang tha se FRB e prillit 2020 dhe disa më vonë, shpërthime më pak energjike u emetuan në faza të rastësishme jo brenda dritares së pulsit të identifikuar në fazën pulsar.

“Kjo sugjeron fuqimisht që pulset dhe shpërthimet vijnë nga vende të ndryshme brenda magnetosferës magnetare, duke sugjeruar ndoshta mekanizma të ndryshëm emetimi midis pulseve dhe shpërthimeve,” tha ai.

Një vëzhgim i tillë i detajuar i një burimi FRB galaktik hedh dritë mbi FRB-të misterioze që mbizotërojnë në distancat kozmologjike.

Shumë burime të FRB-ve kozmologjike – ato që ndodhin jashtë galaktikës sonë – janë vërejtur të përsëriten. Në disa raste, FAST ka zbuluar mijëra shpërthime të përsëritura nga disa burime. Kërkime të thella për periodicitet të nivelit të sekondave janë kryer duke përdorur këto shpërthime në të kaluarën dhe deri më tani nuk është zbuluar asnjë periudhë.

Sipas Zhang, kjo hedh dyshime mbi idenë popullore se FRB-të e përsëritura fuqizohen nga magnetarë në të kaluarën.

“Zbulimi ynë që shpërthimet tentojnë të gjenerohen në faza të rastësishme ofron një interpretim të natyrshëm për moszbulimin e periodicitetit nga FRB-të e përsëritura,” tha ai. “Për arsye të panjohura, shpërthimet priren të emetohen në të gjitha drejtimet nga një magnetar, duke e bërë të pamundur identifikimin e periudhave nga burimet FRB.”