• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Typen av snabba radioskurar förtydligas

    Westerbork-rätterna (till vänster) upptäckte en periodisk, kort snabb radioskur i det blå, högfrekvent radiohimmel. Tiden gick, de stadiga bakgrundsstjärnorna förvandlades till stigar. Först långt senare avgav samma källa i rött, lågfrekvent radiohimmel. LOFAR-teleskopet (till höger) upptäckte nu dessa för första gången. Detta kromatiska beteende visar att skurarna inte periodvis blockeras av binära stjärnvindar. Kredit:Joeri van Leeuwen

    Genom att koppla samman två av de största radioteleskopen i världen, astronomer har upptäckt att en enkel binär vind trots allt inte kan orsaka den förbryllande periodiciteten hos en snabb radioskur. Utbrotten kan komma från en starkt magnetiserad, isolerad neutronstjärna. Radiodetekteringarna visar också att snabba radioskurar, några av de mest energiska händelserna i universum, är fria från höljesmaterial. Den transparensen ökar ytterligare deras betydelse för kosmologin. Resultaten visas i Natur Denna vecka.

    Radiofärger

    Användningen av "radiofärger" ledde till genombrottet. I optiskt ljus, färger är hur ögat särskiljer varje våglängd. Vår regnbåge går från blått optiskt ljus med kortare våglängd, till rött optiskt ljus med längre våglängd. Men elektromagnetisk strålning som det mänskliga ögat inte kan se, eftersom våglängden är för lång eller kort, är lika verklig. Astronomer kallar detta "ultraviolett ljus" eller "radioljus". Radioljuset förlänger regnbågen bortom den röda kanten vi ser. Radioregnbågen själv går också från "blåare, " kortvågsradio till "rödare" långvågsradio. Radiovåglängder är en miljon gånger längre än våglängderna för optiskt blått och rött, men i grunden är de bara "färger":radiofärger.

    Teamet av astronomer har nu studerat en snabb radioskur vid två radiovåglängder - en blåare, en mycket rödare – samtidigt. snabba radioskurar är några av de ljusaste blixtarna på radiohimlen, men de avger utanför vår mänskliga vision. De håller bara cirka 1/1000-dels sekund. Energin som krävs för att bilda snabba radioskurar måste vara extremt hög. Fortfarande, deras exakta natur är okänd. Vissa snabba radioskurar upprepas, och i fallet med FRB 20180916B, att upprepningen är periodisk. Denna periodicitet ledde till en serie modeller där snabba radioskurar kommer från ett par stjärnor som kretsar runt varandra. Den binära banan och stjärnvinden skapar sedan periodiciteten. "Starka stjärnvindar från följeslagaren till den snabba radioburstkällan förväntades låta de flesta blåa, kortvågigt radioljus strömmar ut från systemet. Men den rödare långvågsradion borde blockeras mer, eller till och med helt, säger Inés Pastor-Marazuela (Universitetet i Amsterdam och ASTRON), publikationens första författare.

    Kombinera Westerbork och LOFAR

    För att testa denna modell, astronomteamet kombinerade LOFAR och förnyade Westerbork-teleskop. De kunde alltså samtidigt studera FRB 20180916B i två radiofärger. Westerbork tittade på den blåare våglängden på 21 centimeter, LOFAR observerade den mycket rödare, 3-meters våglängd. Båda teleskopen spelade in radiofilmer med tusentals bilder per sekund. En mycket snabb maskinlärande superdator upptäckte snabbt skurar. "När vi analyserade uppgifterna, och jämförde de två radiofärgerna, vi blev mycket förvånade, " säger Pastor-Marazuela. "Befintliga binära vindmodeller förutspådde att skurarna endast skulle lysa i blått, eller åtminstone hålla mycket längre där. Men vi såg två dagar av blåare, radioutbrott, följt av tre dagar med rödare radioskurar. Vi utesluter originalmodellerna nu - något annat måste vara på gång."

    De snabba radioburstdetekteringarna var de första någonsin med LOFAR. Ingen hade setts vid några våglängder längre än 1 meter fram till dess. Dr Yogesh Maan från ASTRON såg först LOFAR-skurarna:"Det var spännande att upptäcka att snabba radioskurar lyser vid så långa våglängder. Efter att ha gått igenom enorma mängder data, Jag hade svårt att tro det först, även om upptäckten var övertygande. Snart, ännu fler skurar kom in." Denna upptäckt är viktig eftersom det betyder ju rödare, Långvågsradioemission kan fly miljön runt källan till den snabba radioskuren. "Det faktum att vissa snabba radiosändningar live i rena miljöer, relativt otäckt av någon tät elektrondimma i värdgalaxen, är väldigt spännande, " säger medförfattaren Dr. Liam Connor (U. Amsterdam/ASTRON). "Sådana nakna snabba radioskurar kommer att tillåta oss att jaga den svårfångade baryoniska materien som förblir oförklarad i universum."

    Magneter

    LOFAR-teleskopet och Apertif-systemet på Westerbork är var och en formidabel i sin egen rätt, men genombrotten gjordes möjliga eftersom teamet direkt kopplade de två, som om de vore ett. "Vi byggde ett maskininlärningssystem i realtid på Westerbork som larmade LOFAR när en skur kom in, " säger chefsutredaren Dr Joeri van Leeuwen (ASTRON/U. Amsterdam), "Men inga samtidiga LOFAR-skurar sågs. För det första, vi trodde att ett dis runt de snabba radiosignalerna blockerade alla rödare skurar – men överraskande nog, när de blåare utbrotten hade slutat, rödare skurar dök upp trots allt. Det var då vi insåg att enkla binära vindmodeller var uteslutna. snabba radioskurar är blotta, och kunde tillverkas av magnetarer."

    Sådana magnetarer är neutronstjärnor, med mycket högre densitet än bly, som också är mycket magnetiska. Deras magnetfält är många gånger starkare än den starkaste magneten i något jordlab. "En isolerad, långsamt roterande magnetar förklarar bäst beteendet vi upptäckte, " säger pastor-Marazuela. "Det känns mycket som att vara en detektiv - våra observationer har avsevärt minskat vilka snabba radioburstmodeller som kan fungera."


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com