Sikeresen azonosítottak egy gyors rádiókitörést – a forrás egy nyugdíjas galaxisban található

7812

A legmodernebb ausztrál rádiócsillagászati műszeregyüttesnek köszönhetően egy újabb gyors rádiókitörés helyét sikerült meghatározniuk a csillagászoknak – egy olyan forrásét, amelyről kiderült, hogy nem az, aminek hitték.

Ha egyszerűen meghallgathatnánk az égbolt rádiójeleit, nagyrészt halk háttérzajt hallanánk, mint amilyen a rádióállomások közötti statikus zaj. Körülbelül tízmásodpercenként azonban észlelhetnénk egy madárcsipogásra emlékeztető hangot. Az éles hang az úgynevezett gyors rádiókitörésektől (FRB-ktől) származik. Mind csupán a másodperc töredékéig hallatszik (ezért hívjuk gyorsnak), de ez idő alatt tízezerszer nagyobb energiát közvetítenek, mint a Nap.

2007-es felfedezésük óta a gyors rádiókitöréseket rejtély lengi körül. A csillagászok 76 forrást találtak (ezidáig), de bővelkedünk az eredetükkel kapcsolatos elméletekben, mert nehéz a helyzetmeghatározásuk. Mostanáig csupán egy forrás, az FRB 121102 helyzetét határozták meg, erre is azért volt lehetőség, mert a jel elég gyakran ismétlődik.

 

A rádióforrás galaxisát a világ három legnagyobb optikai teleszkópja, a Keck távcső, a déli Gemini távcső és az Európai Déli Obszervatórium Nagyon Nagy Távcsöve fényképezte le. A rádiócsillagászati adatokkal kiegészített képen az FRB 180924 egy hatalmas, „halott” galaxis szélén látszik. (Forrás: CSIRO / Sam Moorfield)

Keith Bannister (CSIRO) és munkatársai az Australian SKA Pathfinder (ASKAP) rádióobszervatórium 36 darab antennájával most egy újabb gyors rádiókitörést nyomoztak le, de olyat, ami nem ismétlődik. Az eredményt 2019. június 27-én tették közzé a Science című lapban. A tanulmány egy újabb utat nyit a rejtélyes források megértése felé.

Amikor az ausztrál antennahálózat rátalált az FRB 180924-es jelre, egy automatikus parancs arra utasította a vevőket, hogy mindent rögzítsenek az eseménnyel kapcsolatban. Ennek köszönhetően az ASKAP nemcsak észlelhette az eseményt, de össze is gyűjtött róla annyi információt, hogy 0,12 ívmásodperces pontossággal meghatározhassák az irányát. A jel egy hatalmas galaxisból származott, amelynek fénye 3,6 milliárd évet utazott a Földig.

A 36 antennás ASKAP néhány tányérja Nyugat-Ausztráliában. (Forrás: CSIRO)

Bannister kutatócsoportja a galaxis és környékének további megfigyelésével folytatta a munkát, amelyhez az Európai Déli Obszervatórium Nagyon Nagy Távcsövét, a chilei déli Gemini távcsövet és a hawaii Keck távcsövet használták. A felvételek alapján úgy látszik, hogy a galaxis egy elliptikus és egy spirálgalaxis keveréke. Ha vannak is spirálkarjai a galaxisdudor körül, azok szorosan karolják át, és nehezen láthatók. A spektroszkópiai mérések csillagszületésnek szinte semmilyen nyomát nem mutatják. Ha a kitörés valóban a galaxishoz tartozik, akkor annak szélső, halvány peremén van.

Ez teljesen ellentétes azzal, amit az ismétlődő FRB 121102 jelzésű kitörésnél tapasztaltak. Az a jel valószínűleg egy olyan, rádiósugárzást kibocsátó ködből ered, amely egy törpegalaxis része, és számos új csillag szülőhelye. Tekintettel az új csillagok sokaságára, a csillagászok úgy gondolják, hogy az FRB 121102 magnetár lehet.

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

A gyors rádiókitöréseknek nagy a diszperziójuk, ami azt jelenti, hogy az alacsonyabb frekvenciájú jelek később érnek ide, mint a magasabbak. Ettől lesz olyan a „hangjuk”, mint egy csipogó pintynek. Az alacsonyabb frekvenciájú fotonokat késlelteti az elektronokkal való kölcsönhatás. Az FRB 121102 „füttye” elég elnyújtott, de nem csak azért, mert hosszú utat tett meg, hanem valószínűleg azért is, mert a forrás erősen mágneses plazmában helyezkedik el, ami szintén a magnetár-elméletet erősíti.

Vajon minden gyors rádiókitörés egy magnetár? A csillagászok már rég tudják, hogy bár az FRB 121102-re áll ez a forgatókönyv, a gyors rádiókitörések teljes populációját nem magyarázhatja. A hasonló események túlnyomó többsége nem ismétlődik.

„Kizárólag az FRB 121102-re modellezni nagyon veszélyes, mivel a gyors rádiókitörések a legkülönbözőbb források lehetnek.” – mondja Victoria Kaspi (McGill University). Az, hogy Bannister és munkatársai az FRB 180924 jelzésű forrást egy olyan galaxisban azonosították, ahol már nem születnek csillagok, arra utal, hogy ennek a forrásnak semmi köze az újszülött csillagokhoz, a magnetárokhoz és hasonlókhoz.

„Most már tudjuk, hogy néhány gyors rádiókitörés teljesen más környezetből származik, mint az FRB 121102.” – mondja Kaspi, aki nem vett részt a kutatásban. „Ez nagyon fontos felfedezés!”

Az FRB 180924 jelzésű forrásnak van még egy sokatmondó jellemzője: a diszperzió mértéke. A forrás-galaxisától való távolság teljesen megmagyarázza a diszperziós tulajdonságot, így az ismétlődő forrással ellentétben úgy tűnik, hogy ezt a rádióforrást nem veszi körül erősen mágneses plazma.

„Ha mind olyanok lennének, mint a 121102, akkor igen, elvárnánk, hogy a forrás diszperziója is hasonló legyen, de jól láthatóan különböznek.” – jegyzi meg Kaspi.

Ez a rádiókitörés minden bizonnyal csak az első abból a sok jelből, amit az ASKAP találni fog, és remélhetőleg más műszerekkel is felfedezünk majd hasonlókat. A gyors rádiókitörések addig is rejtélyesek maradnak, de csak idő kérdése, hogy rájöjjünk, milyen fizikai jelenség a felelős ezekért az eseményekért.

Forrás: Sky & Telescope

Hozzászólás

hozzászólás