Rejtélyes rádiókitöréseket fedeztek fel

725
Az
átmeneti, rövid ideig tartó jelforrások felfedezése és
vizsgálata gyakran vezet új, váratlan égitestek, illetve fizikai
folyamatok felfedezéséhez: a 20. század egyik nagy felfedezése a
gammakitörések voltak, a legújabb ilyen jelenség pedig a gyors
rádiókitörés (Fast Radio Burst, FRB) lehet. Az ausztráliai 64
méteres Parkes rádiótávcsővel folytatott Nagy Időfelbontású
Világegyetem Felmérés (High Time Resolution Universe Survey) a
teljes déli égboltot fésüli át, elsősorban normál és
milliszekundumos pulzárok jelei után kutatva. Felfedeztek viszont
négy olyan rövid kitörést is, melyek nem voltak köthetőek
semmilyen ismert égitesthez. Egyik jelenség esetében sem észleltek
újabb rádió-kitörést, így feltételezhető, hogy valamilyen
kataklizmikus esemény hozta létre azokat.

A 64
méteres rádiótányér az ausztráliai Parkes Obszervatóriumban.
(Fotó: Ian Sutton)

Néhány
hasonló rádiókitörést már korábban is detektáltak, de az
eredetük eddig kétséges volt. Ennél a négynél viszont nagy
bizonyossággal kizárható, hogy a Földről vagy a Napból
származnak, a kérdés csak az volt, hogy milyen messziről
érkeztek. A keletkezési helytől a Földig megtett út nyomokat
hagy a rádiójelekben, melyek segíthetnek az eredet
meghatározásában. A csillagközi anyag plazmáján való áthaladás
során a rádiójel a hullámhosszától függő mértékű késést
gyűjt össze. A négy kitörés a Tejút sávjától meglehetősen
távol, 40-70 fokra látszott, ahol a mért késésnek csak 3-6%-át
okozhatta a mi galaxisunkban lévő csillagközi anyag, azaz a
rádiójeleknek más galaxisból kellett származnia. A maradék
késést kétféleképp is magyarázhatjuk: vagy a szülő galaxis
központjába van beágyazva a forrás, és az ottani, sűrűbb
csillagközi anyagon halad át, vagy a Tejút és egy igen távoli
galaxis közötti teret kitöltő, galaxisközi anyagon szóródik
annyit a rádiójel, hogy a mért késést létrehozza. Utóbbi
esetben a források z=0,45-0,96 közötti vöröseltolódással
rendelkeznek, vagyis 1,7 és 3,2 millió parszek közötti távolságra
lehetnek tőlünk.

Az
ionizált csillagközi anyagon áthaladó rádiójel késése a
hullámhossz szerint: látható, hogy a néhány ezredmásodpercig
tartó kitörés akár egy másodperccel eltolódva is érkezhet a
detektorba. A betéten a jel alakja és az illeszett lefutási görbék
láthatók, három eltérő hullámhosszon.

A
legfontosabb kérdés, hogy mi is okozhatja a gyors rádiókitöréseket.
Eddig nincs nyoma, hogy időben egybeesnének más hullámhosszú
átmeneti jelenségekkel, például gammafelvillanásokkal. Ha
észlelési alapon nem lehet őket ismert folyamatokhoz kötni,
megpróbálhatjuk statisztikai alapon: az égboltfelmérés
tulajdonságait összevetve a négy találat darabszámával,
megbecsülhető, hogy a teljes égen milyen gyakran várható egy-egy
kitörés. Ezek alapján a rádiókitörések jóval gyakoribbak a
gammakitöréseknél, vagy éppenséggel az összeolvadó
neutroncsillagoknál, melyek összekapcsolódó mágneses terei
létrehozhatnának ilyen erős rádiójelet. Az óriáscsillagok
felrobbanásakor keletkező, kettes típusú szupernóvák, és a
körülöttük keringő neutroncsillagok mágneses terének
kölcsönhatása már jobban illeszkedik, de kérdés, hogy mennyire
gyakoriak az óriáscsillag-neutroncsillag párok az Univerzumban. A
legjobb jelöltek eddig a pulzárok egy speciális fajtája, az ún.
lágy-gamma ismétlők, melyek időnkénti szuperkitörései
gyakoriságban és energiaszintek szerint is illeszkednek, ám a
megerősítéshez a gamma-sugárzás hullámhosszában is detektálni
kellene a kitöréseket.

Habár a
gyors rádiókitörések létrehozója egyelőre nem ismert,
tudományos hasznuk máris kétségtelen. A jelek hullámhosszak
szerinti késése hasznos információt hordoz a közénk eső,
ionizált galaxisközi anyag tulajdonságairól, ha pedig a forrás
galaxis is azonosítható válik, más hullámhosszak
felhasználásával a galaxisközi anyag barion-tartalmának
becslésére is alkalmas lehet. Ha ezek a feltételezések
beigazolódnak, a gyors rádiókitörések lehetnek a 21. század
gammafelvillanásai.

A kutatás
eredményeit összegző cikk a Science 2013. július 5-i számában
jelent meg.

Hozzászólás

hozzászólás

MEGOSZTÁS
Előző bejegyzésA Tatai Árgus
Következő bejegyzésÉjféli Nap