Ismét sikerült: gyors rádiókitörést találtak egy Tejútrendszerhez hasonló galaxisban

5357

A Tejútrendszerhez nagyon hasonló galaxisból eredhet az a gyors rádiókitörés, amelynek harmadikként sikerült meghatározni a helyét.

Csupán egy héttel a lenyűgöző eredmény, egy gyors rádiókitörés sikeres helymeghatározásának bejelentése után, egy másik kutatócsoport közzétette, hogy megismételte a mutatványt. Az újabb adatok még közelebb visznek bennünket a rejtélyes gyors rádiókitörések eredetének megértéséhez.

Vikram Ravi (Caltech) és munkatársai július 2-án a Nature folyóiratban közölték, hogy rádió-interferometriás technikával azonosították a 190523-as számú gyors rádiókitörés helyét. Úgy tűnik, hogy a rádióhullámok egy, a Tejútrendszerhez nagyon hasonló galaxisból jönnek.

Ravi és munkatársai az Owens-völgyi Rádiócsillagászati Obszervatórium tíztányéros rendszerével követték le az FRB 190523-at. (Forrás: Caltech / OVRO / G. Hallinan)

 

Honnan jönnek a gyors rádiókitörések?

A gyors rádiókitörések (FRB-k) milliszekundumos rádióimpulzusok, amelyek frekvenciája csökken – ez arra utal, hogy a jel több milliárd fényévet utazott a forrástól a Földig. De van egy bökkenő: a csillagászoknak egyelőre fogalmuk sincs, mi lehet az FRB-k forrása.

Mivel hatalmas távolságokról beszélünk, esélytelen, hogy valaha lefotózzuk magukat a forrásokat, de kezdetnek az is jó, ha a helyüket képesek vagyunk meghatározni; ha megtudjuk, milyen típusú galaxisokban fordulnak elő.

Az első gyors rádiókitörés, amelynek a helyzetét meghatározták, az FRB 121102 volt. A szokatlan jel a gyors rádiókitörések többségével ellentétben ismétlődő volt. Az impulzusok lehetőséget adtak arra, hogy a csillagászok megkeressék a forrás helyét, ami egy 3 milliárd fényévre lévő törpegalaxis csillagképző régiója. Az ismétlődő jel és a nagy számú fiatal csillag mind arra utalt, hogy egy erős mágneses térrel rendelkező neutroncsillag, egy magnetár bocsátja ki a rádióhullámokat.

Kompozit kép az első ismétlődő gyors rádiókitörés, az FRB 121102 jelzésű forrás területéről. A felvétel azt mutatja, hogy a forrás eredete egy csillagképző törpegalaxis. (Forrás: Gemini Observatory / AURA / NSF / NRC)

A második gyors rádiókitörés, amelynek a helyét meghatározták, megcáfolta ezt a forgatókönyvet. Az FRB 180924 egy öregedő galaxisból érkezik, ahol lényegében egyetlen csillag sem születik. Mivel a neutroncsillagok hatalmas, gyorsan égő (így rövid életű) csillagok összeroppanásakor jönnek létre, a magnetár-forgatókönyv e forrás esetében kiesik a számításból.

Ravi kutatócsoportja az Owens-völgyi Rádiócsillagászati Obszervatórium tíz antennából álló hálózata, a Deep Synoptic Array antennarendszer segítségével hamar megtalálta egy harmadik gyors rádiókitörés, az FRB 190523 forrását.

 

A Deep Synoptic Array tízantennás rádióteleszkóp (DSA-10) gyors rádiókitörések után kutat egy 150 teliholdnyi égterületen (balra). Ezen a területen belül a DSA-10 képes meghatározni a kitörések helyét, leszűkítve a hibaellipszist egy olyan területre, amely csak egy galaxist tartalmaz (középen). A jobboldali képen az FRB 190523 profilja (idő-frekvencia diagramja) látható. (Forrás: Caltech / OVRO / V. Ravi)

 

A környező terület nagy határfényességű képén, amelyet később a Keck I távcsővel készítettek, egyetlen galaxis látszik, a PSO 1207.0643+72.4708. Ez a csillagváros körülbelül akkora, mint a Tejútrendszer, és nagyjából ugyanannyi, évente egy naptömegnyi csillag születik benne. Ha valóban ez a kitörés helye, akkor a rádióhullámok több mint hatmilliárd évig utaztak a Földre.

Ha a gyors rádiókitörés egy, a Tejútrendszerhez hasonló galaxisból küldi a jeleket, akkor felmerül a kérdés: vajon nálunk is lehettek hasonló, rejtélyes kitörések? Ravi szerint: „Egy Tejútrendszer-szerű galaxisban egynek elő kell fordulnia legalább százévente. Ugyanakkor azt feltételezzük, hogy az FRB-k nyalábszerűen sugároznak, ezért úgy is előfordulhatnak, hogy mi nem látjuk őket, mert másfelé mutatnak. Így a számuk sokkal nagyobb lehet.”

Egy ilyen kitörés milliárdszor erősebb rádiósugárzást bocsáthat ki, mint a Nap, ami lenyűgöző, de a Föld felszínén ez mégis gyenge ahhoz képest, amit mi, emberek hozunk létre: „Csak annyira erős, mint egy átlagos mobiltelefon 10 méter távolságból.” – mondja Ravi.

Gyors rádiókitörések, és ami közöttük van

„Érdekes módon az FRB 180924 és az FRB 190523 galaxisa nagyon hasonló, míg az FRB 121102 (az ismétlődő kitörés) galaxisa nagyon más.” – mondja Keith Bannister (CSIRO), aki az FRB 180924 helyét meghatározó kutatócsoport vezetője.

A magnetár-elmélet az FRB 190523 esetében is valószínűtlen, így csábító arra gondolni, hogy más és más forgatókönyv áll az ismétlődő és a nem ismétlődő kitörésekre. Fontos megjegyezni, hogy bár egyik forrásból sem észleltek további rádiókitörést, még mindig lehetséges, hogy megismétlődnek. Minél több FRB helyét határozzuk meg, annál pontosabb elmélethez jutunk.

„Az FRB 180924-et egy nagyjából ezerszer kisebb területre lokalizáltuk, mint az FRB 190523-at.” – mondja Bannister. De, mint hozzátette, az újabb kitörés jelei távolabbról érkeztek. „Izgalmas, hogy egy ilyen távoli galaxisban találták meg a kitörés helyét.”

A gyors rádiókitörések jelei egy forró, ritka gázzal teli régión, a kozmikus hálón haladnak át. Más eszközökkel nehéz lenne megfigyelni, de az FRB-k remek lehetőséget nyújtanak a vizsgálatára. (Forrás: Springel & others / Virgo Consortium)

A távoli források nem csak azért hasznosak, mert a segítségükkel megérthetjük, mi hozza létre ezeket az erős rádióimpulzusokat, hanem azért is, mert a galaxisok közötti forró, ritka gázzal kitöltött teret is vizsgálhatjuk általuk. Ez a gyakorlatilag láthatatlan gáz tartja egyben a Világegyetem „rendes” anyagának (vagyis nem sötét anyagának) nagy részét, és alakítja ki a hatalmas „hálót”, a kozmosz nagy léptékű szerkezetét. A tanulmányozásával megérthetjük, hogyan fejlődnek a galaxisok.

Ahogy a csillagászok új, egyre nagyobb rádióteleszkópokat vetnek be a gyors rádiókitörések észleléséhez, talán több válaszhoz jutunk – vagy még több kérdéshez.

Forrás: Sky & Telescope

Hozzászólás

hozzászólás