Zaměřuje se na zdroj záhadného rychlého rádiového výbuchu

Pozorování na zemi a ve vesmíru nyní vrhají zajímavé nové světlo na tajemný rádiový zdroj vzdálený více než 3 miliardy světelných let.

Dojem tohoto umělce ukazuje, že rozhlasové antény Velkého pole přijímají signál FRB 121102.
Danielle Futselaar

Záhadný zdroj ultrakrátkých rádiových výbuchů se pomalu vzdává některých svých tajemství. Tři nové papíry zveřejněné na předtiskovém serveru arXiv koncem května představily překvapivé nové výsledky na jediném známém opakujícím se rychlém rádiovém výbuchu, nazvaném FRB 121102. Ale navzdory společnému úsilí některých z největších observatoří, jak na zemi, tak v vesmír, skutečná povaha těchto záhadných událostí zůstává tajemstvím.

Rychlé radiační výbuchy jsou velmi krátké exploze rádiových vln, které byly poprvé objeveny v 64 metrů dlouhém dalekohledu Parkes v Austrálii. Kvůli jejich nepředvídatelnosti, jejich krátké době trvání (řádově milisekund) a malému zornému poli typického rádiového dalekohledu je takové roztržení obtížné spatřit. Ale z těch asi tuctů, které byly dosud nalezeny, vyplývá, že se musí každý den vyskytovat tisíce těchto výbuchů po celé obloze.

Z nich je FRB121102, poprvé detekovaný radioteleskopem Arecibo o délce 305 metrů v Portoriku, zvláštní. Po svém objevu 2. listopadu 2012 (odtud název) se stal prvním svého druhu, který se opakoval a vytvořil mnoho dalších výbuchů rádiových vln. Ať už jsou FRB jakékoli, zjevně to není žádná jednorázová kataklyzma.

Gemini složený obraz pole kolem FRB 121102. Trpasličí hostitelská galaxie byla zobrazena a byla provedena spektroskopie pomocí Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) na Gemini North dalekohledu na Maunakea v Hawai'i.
Observatoř Gemini / AURA / NSF / NRC

V roce 2016 se pozorování Very Large Array v Novém Mexiku a evropské síti VLBI podařilo přesně určit polohu oblohy opakujícího se rádiového zdroje. Ukázalo se, že se kryje se vzdálenou, matnou trpasličí galaxií, která také hostí slabý přetrvávající zdroj rádiových vln. Papír publikovaný začátkem tohoto roku již odhalil, že FRB a perzistentní zdroj rádia jsou odděleny méně než 12 miliarsekundami.

Pozorování pozemního a kosmického pozorování velkého mezinárodního týmu astronomů nyní vrhají na toto tajemné FRB zajímavé nové světlo. 23. února byla podrobně studována trpasličí galaxie - 3, 2 miliardy světelných let v jižní Aurigě - pomocí Hubbleova kosmického dalekohledu, přičemž následovala dřívější pozorování dalekohledem Gemini-North v 8, 1 metru na Mauna Kea na Havaji a Spitzerem NASA. Vesmírný dalekohled. Mezitím japonský tým také pozoroval malinkou galaxii pomocí dalekohledu Subaru s délkou 8, 2 metru, také v Mauna Kea.

Nová pozorování odhalují, že výbuchy pocházejí z aktivní kompaktní oblasti vytvářející hvězdu asi 4500 světelných let na okraji malé galaxie. Podle člena týmu Jasona Hesselse (ASTRON, Nizozemský institut pro radioastronomii) to silně naznačuje, že zdroj výbuchů je relativně mladý objekt - pravděpodobně nedávno vytvořená neutronová hvězda. „FRB121102 může být považován za pulsar na steroidech, “ říká Hessels. Zatím však není jasné, zda jsou přerušované impulzy součástí pravidelně se opakujícího signálu, který je charakteristický pro pulsary.

Tato fotografie ukazuje tříbarevný kompozit Krabské mlhoviny. Uprostřed je pulsar - vyhořelé hvězdné jádro, které by mohlo být podobné zdroji FRB 121102. Přestože pulsar Crab emituje rentgen, FRB 121102 ne.
ESO

Místo výbuchu bylo také monitorováno XMM Newtonskou observatoří ESA (v září 2016) a rentgenovou observatoří Chandra NASA (v listopadu 2016 a lednu 2017). Ale i když Arecibo a 110 metrový dalekohled Green Bank v Západní Virginii zaznamenaly během těchto období celkem 12 nových dávek (dva z nich byly detekovány oběma nástroji), v rentgenovém záření nebylo nic vidět. To znamená, že zdroj výbuchů není jen zvětšená verze mladého pulsaru v srdci Krabské mlhoviny. Krabí pulsar také vydává obří rádiové světlice (i když půl milionkrát méně výkonné než FRB121102!), Ale je to také nápadný rentgenový zdroj.

Hessels je přesto přesvědčen, že viníkem musí být mladý hvězdný zbytek - možná rychle se točící magnetar : silně magnetizovaná neutronová hvězda. Slabým trvalým rádiovým zdrojem může být rázová vlna z původní exploze supernovy nebo tzv. Pulsarská mlhovina. Znovu, známé magnetary také produkují silné shluky rentgenových a gama paprsků, které nebyly (dosud) pozorovány v případě FRB121102.

Jednou z dalších otravných otázek je, zda je opakující se zdroj reprezentativní pro všechny FRB. Nebyly pozorovány žádné další rychlé rozhlasové záblesky, které by se opakovaly, navzdory různým monitorovacím programům. Proto někteří vědci věří, že opakovač je lichý. Jedním z nich je radioastronom Duncan Lorimer z West Virginia University, který objevil první FRB v Parkesových datech od roku 2001. „Mám podezření, že může existovat více tříd, “ říká.

Reference:
CG Bassa a kol. "FRB 121102 je shodný s hvězdou tvořící oblastí v hostitelské galaxii." server předtisku arXiv.

M. Kokubo a kol. "Mapa intenzity H-alfa opakující se rychlé radiové shlukové hostitelské galaxie FRB 121102 z optické spektroskopie integrovaného pole Subaru / Kyoto 3DII AO." server předtisku arXiv.

CJ Law a kol. "Multidalekohledová kampaň na FRB 121102: Důsledky pro FRB populaci." server předtisku arXiv.

B. Marcote a kol. "Opakující se rychlé rádiové roztržení FRB 121102, jak je vidět na miliarsekundových úhlových stupnicích." server předtisku arXiv.

P. Scholz a kol. "Současné rentgenové, gama a rádiové pozorování opakujícího se rychlého rádiového výbuchu FRB 121102." server předtisku arXiv.