Gyors rádiókitörések: egzotikus csillagrobbanásokkal megmagyarázhatók a bizarr égi jelenségek

3351

Mi okozza az elmúlt évtizedben észlelt furcsa extragalaktikus gyors rádiókitöréseket? Egy szokatlanul fényes szupernóva talán megválaszolhatja ezt a kérdést.

Művészi ábrázolás egy szuperfényes szupernóváról. Egy új tanulmány szerint az ehhez hasonló csillagrobbanások segítségével megtudhatjuk, honnan származnak a gyors rádiókitörések. (Forrás: NASA / CXC / M. Weiss)

Amikor rájöttek, hogy egy nemrég talált, titokzatos, milliszekundumos rádióimpulzus – gyors rádiókitörés (FRB) – ismétlődik, a csillagászok végre esélyt kaptak, hogy megtalálják e galaxison kívülről érkező jelek forrását. Az FRB 121102 jelzésű gyors rádiókitörés pozícióját egy erős csillagkeletkezést produkáló, alacsony fémtartalmú törpegalaxisénak feleltették meg, amely mintegy 3 milliárd fényévre található tőlünk.

A helymeghatározás megerősítette az FRB 121102 (és talán a többi gyors rádiókitörés) eredetéről szóló egyik elméletet, amely szerint mágneses térrel rendelkező neutroncsillagok hozzák létre őket, amelyek évtizedekkel korábban, szuperfényes szupernóva-robbanás során születtek.

Az FRB 121102 galaxisa a Gemini felvételéből kiemelt részleten. (Forrás: Gemini Observatory / AURA / NSF / NRC)

A szuperfényes szupernóvák (SLSN) olyan csillagrobbanások, amelyek legalább tízszer erősebbek, mint a hagyományos szupernóva-robbanások. Mivel extrém erős mágneses térrel rendelkező neutroncsillag – magnetár – keletkezik belőlük, az SLSN-ék rendkívül fényesek. Az ezredmásodperces periódusidővel forgó égitestek mágneses tere szétesik, így sugárzást bocsátanak ki, tovább erősítve a robbanást.

Ha a gyors rádiókitöréseket az SLSN- robbanásokkal magyarázzuk, akkor feltehető, hogy a csillag felrobbanásakor, akár egy évtizeddel a rádiókitörés megjelenése előtt születő magnetár felelős a jelenségekért. A magnetár ráadásul létrehoz egy fényes csillagködöt is, amely tartós rádióforrásként észlelhető.

Művészi ábrázolás egy magnetárról – erős mágneses térrel rendelkező neutroncsillagról – egy fiatal csillaghalmazban. (Forrás: ESO / L. Calçada)

Egy kutatócsoport ezt az elméletet igyekszik bizonyítani azzal, hogy megvizsgálja az ismert szuperfényes szupernóvákat, és a közelükben tartós vagy kitörésszerű rádióforrásokat keres. Egy nemrég megjelent tanulmányban, amelynek vezető szerzője Tarraneh Eftekhari (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), az első sikert ismertetik.

Eftekhari és munkatársai a VLA rádiótávcső-hálózat segítségével felfedeztek egy tartós rádióforrást, amely egybeesik a PTF10hgi jelzésű szuperfényes szupernóvával. A rendkívüli fényességű kataklizma 7,5 évvel ezelőtt, a Földtől nagyjából 1,5 milliárd fényévre robbant fel. Ez az első alkalom, hogy egy rádióforrást egy SLSN-nel azonosítottak.

A szerzők megvizsgálták a tapasztalt rádiósugárzás lehetséges eredetét, ami lehet aktív galaxismag vagy szupernóva-lökéshullám is. Bár egyik forgatókönyv sem zárható ki egyértelműen, Eftekhari és munkatársai bizonyították, hogy mindegyik igen valószínűtlen.

Balra: a PTF10hgi 6 gigahertzes VLA-megfigyeléseiből származó rádió kontinuum térkép. Jobbra: a Hubble közeli ultraibolya felvétele a PTF10hgi galaxisáról rádió-kontúrokkal. A kis piros kör a PTF10hgi optikai helyzetét jelzi. (Forrás: Eftekhari et al. 2019)

A rádiósugárzás inkább az FRB 121102-höz kapcsolható tartós rádióforrásra emlékeztet. A megfigyelések alátámasztották, hogy egy szupernóva ledobott anyagába ágyazott magnetár fűti a fényes csillagködöt. És bár szupernóva eredetű rádiókitörést nem találtak, a tanulmányban csak 40 perces megfigyeléseket dolgoztak fel. Hosszabb megfigyelési idővel talán találhatnak ugyanazon a helyen egy gyors rádiókitörést.

A kutatók további megfigyeléseket terveznek, hogy kizárják a rádiókitörés más lehetséges forrásait, és megerősítsék, hogy eredete egy szuperfényes szupernóvából született magnetár. Biztosat még nem tudunk, de mindenképpen érdekes figyelemmel kísérni, ahogy a kirakós darabjai lassan összeállnak.

Az eredményeket közlő szakcikk a The Astrophysical Journal Letters folyóiratban jelent meg.

Forrás: Sky & Telescope

 

Hozzászólás

hozzászólás