Új megfigyelések cáfolják, amit a legizgalmasabb gyors rádiókitörésekről hittünk

4091

Az első gyors rádiókitörést (FRB-t) 14 évvel ezelőtt detektálták. Mostanra több száz nagy energiájú, milliszekundum időtartamú kitörést figyeltek meg – legtöbbjüket a kanadai CHIME rádióteleszkóppal –, de a csillagászok még mindig dolgoznak a kitörések rejtélyes tulajdonságainak megfejtésén. A Nature című folyóiratban megjelent új tanulmány „új elemet ad hozzá a kirakóshoz”, mondja Victora Kaspi (McGill University). „Ezen a kutatási területen majdnem olyan gyakoriak a meglepő fordulatok, mint az új eredmények.”

A legtöbb csillagász egyetért abban, hogy a gyors rádiókitöréseket erős mágneses térrel rendelkező neutroncsillagok (magnetárok) felszínén történt robbanások okozhatják. Az azonban nem tiszta, hogy miért lehet a legtöbb gyors rádiókitörés egyszeri, míg a többi ismétlődő esemény. Néhány esetben az ismétlődő kitörések periodikusak is. Ennek magyarázatára a kutatók érdekes modellt dolgoztak ki, amelyben a kettős csillagrendszerekben fúvó csillagszelek is szerepet játszanak.

Európai rádiótávcsövek új megfigyelései azonban felülírhatják ezt a modellt.

A csillagászok úgy tudták, hogy az FRB 20180916B jelű magnetár, amely egy nagyjából 475 millió fényévre lévő galaxisban helyezkedik el, körülbelül 16 naponta produkál kitöréseket egy néhány napig tartó időablakban. „Úgy gondoltuk, hogy a magnetár egy 16,29 napos periódusú kettős rendszer része.” – mondja Inés Pastor-Marazuela (University of Amsterdam), a tanulmány fő szerzője. Ha a társcsillagnak erős csillagszele van, ami elnyeli a rádióhullámokat, akkor a kitörések csak akkor látszanak, ha a magnetár éppen a „mi oldalunkon” jár – magyarázza.

Az FRB 20180916B jelű gyors rádiókitörés szimultán megfigyelései, amelyeket a LOFAR (Low-Frequency Array) antennarendszerrel és a 14 tányérból álló wersterborki antennarendszerrel (WSRT) végeztek, nem támasztják alá a modell előrejelzéseit. Mivel a csillagszél az alacsonyabb frekvenciájú rádióhullámokat jobban elnyeli, mint a magasabbakat, a csillagászok arra számítottak, hogy a LOFAR által megfigyelt (lefelé 120 megahertzig, vagyis 3 méteres hullámhosszig terjedő) kitörések rövidebb időablakban fognak látszani, mint a WSRT által megfigyelt (1,4 gigahertzes, 21 centiméteres) kitörések.  „Éppen az ellenkezőjét találtuk.” – mondja a cikk társszerzője, Joeri van Leeuwen (ASTRON Netherlands Institute for Radio Astronomy). Ezenkívül a nagy frekvenciájú kitörések gyakoriságának csúcsa néhány nappal megelőzte az alacsony frekvenciájú csúcsot, ami a kettős rendszerek csillagszeles modelljében nem várható.

Művészi illusztráció a két rádiócsillagászati obszervatóriumról, amelyek részt vettek az új vizsgálatban: a bal oldalon látható westerborki antennarendszer tányérjai periodikus, rövid jelet észleltek nagy frekvenciákon egy gyors rádiókitörés során. A LOFAR által észlelt alacsony frekvenciájú jel, amit ugyanaz a forrás bocsátott ki, sokkal később tűnt fel. (Forrás: Joeri van Leeuwen)

„Egyetértek, hogy ezek a megfigyelések kihívást jelentenek a modellnek.” – mondja Kaspi, aki egy olyan kutatócsoport tagja, amely független kutatásokat végzett a LOFAR publikus adatain, de nincs hozzáférése a westerborki megfigyelésekhez. Azonban még nem győződött meg arról, hogy a kettőscsillag-alapú modell teljesen kizárt. „Több forrásra és jobb statisztikákra van szükségünk.”

Mi lehet a másik magyarázat? Pastor-Marazuela szerint talán a 16,29 napos periódus valójában a kitörés forrásának forgási periódusa, nem pedig a keringési periódusa. Ha a robbanások a magnetár kicsi, behatárolt területéről származnak, akkor ezt a területet a kis objektum forgása periodikusan kiviszi és behozza a látóterünkbe.

Kaspi szerint a 16,29 napos forgási periódus hihetetlenül hosszú lenne: a magnetárok (illetve úgy általában a neutroncsillagok) általában tíz, száz vagy akár néhány ezer fordulatot is megtesznek percenként. „A természet nagyon kreatív lehet.” – teszi hozzá. „Sose mondd, hogy soha.”

Az FRB 20180916B jelű gyors rádiókitörés esete szokatlan, mondja van Leeuwen. Úgy gondolja, meglepő, hogy egyetlen olyan kitörésről sem tudunk, amit mind a LOFAR, mind a WSRT észlelt, még akkor sem, ha a két létesítmény egy időben végzett megfigyeléseket. „Erre nem számítottam.” – mondja. Ha ez a gyors rádiókitörés különleges, attól még elárulhat valamit a többi rádiókitörésről is. „Gondoljunk csak Oliver Sacks-re, a híres neurológusra! Úgy ismerte meg az emberi agyat, hogy a legérdekesebb pácienseit vizsgálta.” – mondja van Leeuwen.

Forrás: Sky & Telescope

Hozzászólás

hozzászólás