Astronomowie odkryli jeden z najbardziej tajemniczych źródeł fal radiowych

Szybkie радиовсплески (FRB) są jedną z najbardziej tajemniczych misteriów we Wszechświecie. Mimo, że natura jest absolutnie wszystkich FRB astronomom nadal nie jest znana, naukowcy, wydaje się, w końcu zorientowali się, z jakiego wspaniałego środowiska pojawiły się jedne z najbardziej dyskutowanych w ostatnim czasie FRB. Chodzi o powtarzających się sygnałów FRB 121102.

Po raz Pierwszy o sygnałach FRB 121102 naukowcy rozpoczęły się w listopadzie 2012 roku, ale do tego, aby zawęzić ich niezwykłej przyrody, naukowców zajęło kilka lat. Najbardziej szybkie радиовсплески, zazwyczaj objawia się tylko jeden raz, co sprawiło, że obliczenie ich źródła niemożliwe, jednak cechą FRB 121102 okazało się, że te sygnały są powtarzane.

To dało naukowcom unikalną możliwość poznać te sygnały. FRB stanowią радиоимпульсы trwające kilka milisekund, ale przy tym niekiedy obdarzone energią 500 milionów słońc. Ponieważ najczęściej te радиоимпульсы nie powtarzają się, to i przewidzieć ich staje się praktycznie niemożliwe. Jak, zresztą, i śledzić ich źródło. Dlatego do tej pory naukowcy nie byli w stanie określić ich prawdziwą naturę.

Sygnały FRB 121102 nie przestaje zaskakiwać naukowców w ciągu kilku lat. W marcu 2016 roku astronomowie poinformowali o wykryciu w archiwalnych danych z teleskopów informacji o 10 szybkich радиовсплесках z jednej i tej samej dziedzinie. W grudniu 2016 roku wykryto jeszcze 6 sygnałów FRB 121102, a w sierpniu 2017 — 15. To pozwoliło naukowcom określić położenie źródła tych sygnałów. Okazało się, że звездообразующий region jednej karłowatej galaktyki znajdującej się w ponad trzech miliardach lat świetlnych od Ziemi.

Międzynarodowa grupa badaczy, analizując dane z różnych radioteleskopów, mógł jeszcze bardziej zawęzić wyniki wyszukiwania i w końcu dojść do jednego wniosku. Naukowcy jak nigdy pewni, że źródłem FRB 121102 jest gwiazda neutronowa. Wygląda na to, że ta gwiazda znajduje się w bardzo ekstremalnych warunkach – albo bardzo blisko czarnej dziury, albo wewnątrz bardzo potężną mgławicy. Do takich wniosków naukowców spowodował, że fakt, że te sygnały radiowe są "zwinięte".

O swojej pracy eksperci podzielili się w czasopiśmie "Nature", w którym informują, że sygnały FRB 121102 okazały się niemal całkowicie spolaryzowane. Kiedy te spolaryzowane sygnały przechodzą przez pole magnetyczne, to dokręcić, i im silniejsze pole magnetyczne, tym bardziej są one dokręcić. Funkcja ta nosi nazwę efektu Faradaya i pozwala badaczom więcej dowiedzieć się o naturze tych lub innych fal. W przypadku sygnałów FRB 121102 ich płaszczyzna polaryzacji okazała się najbardziej mieszając, jakie kiedykolwiek widziałem, że mówi o tym, że przeszli przez bardzo silne pole magnetyczne.

"Jedyne znane w naszej galaktyce źródła, które mają taki sam jak u FRB 121102, mieszając płaszczyzną polaryzacji, znajdują się w centrum galaktycznej i mieszczą się w bardzo dynamicznym regionie obok masywną czarną dziurą. Możliwe, źródło FRB 121102 znajduje się w podobnym środowisku, w swojej galaktyce", — mówi Daniel Мичилли z Amsterdamskim uniwersytecie.

"jest Również funkcja mieszając płaszczyzny polaryzacji można wyjaśnić, jeśli ich źródło znajduje się w bardzo silnym mgławice, pozostałej po wybuchu supernowej", — dodaje naukowiec.

Obserwacja wyjaśnia rolę gwiazdy neutronowej. Uważa się, że obiekty te powstają w wyniku wybuchów supernowych gwiazd. Jeśli masa gwiazdy okazuje się powyżej określonej wartości, to zamiast supernowej zamienia się w czarną dziurę.

Нейтронные gwiazd — bardzo małe i bardzo gęste obiekty. A podczas obracania emitują радиоимпульсы. Określony typ gwiazdy neutronowe, zwanych магнетарами, ma ekstremalnie silnym polem magnetycznym i jest w stanie tworzyć emisji – podobne do tego, jak Słońce produkuje rozbłysków słonecznych. One też były rozpatrywane przez naukowców jako ewentualnego źródła szybkich радиоимпульсов, jednak obserwacje wykazały, że najbardziej wydajne lampy błyskowej tych obiektów zostały na cztery rzędy wielkości poniżej mocy, niż FRB 121102. W końcu naukowcy doszli do wniosku, że źródłem FRB 121102 jest zwykły rodzaj gwiazdy neutronowej. W tym samym czasie naukowcy planują kontynuować swoją pracę i postarają się więcej dowiedzieć się, w jakim środowisku się pojawiły.

"Będziemy kontynuować obserwacje i idźmy za tym, jak z biegiem czasu zmieniają się właściwości tych wybuchów. W ramach tych obserwacji postaramy dowiedzieć się, który z założeń okazało się słuszne – gwiazda neutronowa (niedaleko czarną dziurą, albo ona jest w środku bardzo potężną mgławicy", — mówi Jason Хессельс z tego samego Amsterdamskim uniwersytecie.

W tym samym czasie my nadal nie wiemy, co jest źródłem kilkanaście innych obserwowane радиовсплесков. One nie powtarzały się, jak to było z FRB 121102, dlatego naukowcy sugerują, że FRB 121102 mogą być unikalne w swoim rodzaju, podczas gdy inni mogą mieć inne źródła.