• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Varför jakt på snabba radioskurar är ett exploderande fält inom astronomi

    FRB 121102, en upprepad skur, upptäcktes 2015. Denna upptäckt gjorde det möjligt för astronomer att ta reda på vilken galax FRB kom ifrån och i sin tur hitta hundratals fler FRB. Kredit:Gemini Observatory / AURA / NSF / NRC

    För lite mer än ett decennium sedan, två astronomer upptäckte mystiska utbrott av radiovågor som verkar äga rum över hela himlen, överglänser ofta alla stjärnor i en galax. Sedan dess, studiet av dessa snabba radioskurar, eller FRB, har tagit fart, och även om vi fortfarande inte vet exakt vad de är eller vad som orsakar dem, forskare kommer nu närmare några svar.

    FRB upptäcktes först 2007 av astronomerna Duncan Lorimer och David Narkevic. När du använder Parkes Observatory i Australien, duon blev häpna över att bevittna en otroligt ljus blixt av radiovågor som kom från rymden. Denna märkliga händelse kallades en Lorimer-burst.

    Sedan dess, cirka 100 FRB-fyndigheter har tillkännagivits. Vi har kunnat peka ut platsen för några till andra galaxer – ingen tycks äga rum inne i Vintergatan – samt se några hända i realtid och till och med bevittna FRB som upprepas. Trots många observationer och massor av data, vi har fortfarande svårt att förklara exakt vad de är.

    "Det är inte så ofta inom astrofysik som det finns ett nytt fenomen som vi verkligen inte förstår och vi har möjlighet att lära oss något riktigt nytt, sa Dr Jason Hessels från University of Amsterdam i Nederländerna.

    Radioteleskop

    Dr Hessels koordinerade ett projekt som heter DRAGNET, som löpte från 2014 till 2018 och försökte observera och studera fler FRB. Den använde radioteleskop runt om i världen – inklusive Low-Frequency Array, eller LOFAR-teleskop, i Nederländerna – för att jaga efter exotiska stjärnor och FRB. När projektet föreslogs 2012, dock, folk var inte säkra på att FRB ens var verkliga.

    Än, 2015 fick projektet ett viktigt genombrott. Den upptäckte att en känd FRB i en annan galax – kallad FRB 121102 – upprepade sig. Denna upptäckt gjorde det möjligt för astronomer att ta reda på var FRB kom ifrån - en svag dvärggalax 3 miljarder ljusår från jorden. Vi har sedan dess hittat en andra upprepad skur, men tills den första, alla FRB hade varit enstaka händelser.

    "Det har varit en enorm skattkista med information, sa Dr Hessels, hänvisar till FRB 121102. "Vi har upptäckt hundratals skurar från den."

    Varje blixt varar bara en millisekund eller så men kan avge mer energi än 500 miljoner solar. Som sådan, FRB 121102 är tydligt märkbar mot bakgrund av en galax, speciellt en så svag som denna. Även på så långt avstånd, och efter att ha producerats innan flercelligt liv på jorden började, blixten är tillräckligt intensiv för att vi ska kunna mäta idag.

    När FRB först upptäcktes, man trodde att de kunde orsakas av katastrofala händelser som neutronstjärnor – de kvarvarande kärnorna av kollapsade jättestjärnor – eller svarta hål som smälter samman. Det faktum att vissa FRB upprepar, dock, tyder på att det kanske inte är fallet, även om det kan finnas flera typer av FRB.

    Stjärnbävningar

    Vår bästa förklaring hittills är att de orsakas av magnetarer, neutronstjärnor som har otroligt starka magnetfält. Man tror att dessa stjärnor har tillräckligt med energi för att producera de ljusa blixtarna i samband med FRB, upplever "stjärnbävningar" när magnetfältet river sönder stjärnskorpan, frigör en enorm mängd energi (även om de senaste resultaten som släpptes den 27 juni tyder på ett möjligt okänt alternativt ursprung för vissa FRB).

    "Den frigjorda energin kan ramla in i allt material som omger magnetarn, och som orsakar en chock och kan accelerera partiklar som producerar radiovågor och en radioskur som vi observerar, sa Dr Hessels.

    För att bättre svara på denna fråga, Det pågående MeerTRAP-projektet försöker hitta fler FRB, vilket kan föra oss närmare ett svar. Projektet använder MeerKAT-radioteleskoparrayen i Sydafrika för att leta efter pulser av radiovågor på himlen. Under arrayens astronomiska standardobservationer, MeerTRAP-teamet åker ombord för att hämta data – cirka 10 gigabyte per sekund – för att leta efter FRB.

    "Vi tar bara data från där de har valt att peka, sa Dr Benjamin Stappers från University of Manchester, STORBRITANNIEN, och projektkoordinatorn för MeerTRAP. "Det spelar inte så stor roll vart teleskopet pekar, eftersom de borde vara enhetliga över himlen.'

    Projektet har inte börjat leta efter FRB än, men planerar att börja göra det i juli 2019. MeerTRAP-teamet hoppas hitta mellan två och fem FRB per vecka, med möjlighet att leta efter både FRB som inträffar bara en gång och upprepande, eftersom teleskopen kommer att återvända till samma del av himlen vid regelbundna tillfällen.

    Ursprung

    Alla dessa data borde hjälpa oss att bättre ta reda på ursprunget till FRB. "Ett sätt att ta reda på vad orsaken till dem är, är att förstå var de händer i en galax, och vilka typer av galaxer de förekommer i, sa Dr. Stappers.

    Astronomer vill också räkna ut hur många typer av FRB det finns. Än så länge, vi vet att vissa av dem upprepar sig och andra inte, men hur många som upprepas är fortfarande okänt. Det kan vara så att dessa två typer bildas på olika sätt, så att hitta fler av dem kan hjälpa oss att bättre svara på den frågan.

    "Det finns också sannolikheten att FRB också kommer att passera genom de yttre regionerna av andra galaxer som ligger längs siktlinjen, sa Dr. Stappers. Så du kan använda dem som att tända en fackla och se vad som händer med ljuset när det passerar genom de andra galaxerna. Du kan lära dig något om naturen hos dessa mellanliggande galaxer.'

    MeerTRAP-projektet kommer också att leta efter snabbt roterande neutronstjärnor, kallas pulsarer, för att bättre testa våra teorier om gravitation. Om en pulsar hittades som kretsar kring en annan stjärna eller till och med ett svart hål, förändringen i dess rotation kan berätta mer om hur gravitationen fungerar i fysikens yttersta ände.

    Det är FRBs, dock, som samlar rubrikerna just nu. Med fler och fler upptäckter på väg, vi hoppas att vi snart kan få svar på några av deras mysterier.

    "Fältet exploderar verkligen, sa Dr Hessels, noterar att vi kanske känner till mer än 1, 000 i slutet av året. "Förmodligen kommer vi under de närmaste åren att ha en ganska bra uppfattning om vad som orsakar dem."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com