Arecibo-teleskopet på 305 meter, i Puerto Rico, och dess upphängda stödplattform av radiomottagare visas mitt i en stjärnklar natt. En blixt från Fast Radio Burst-källan FRB 121102 ses:med sitt ursprung bortom Vintergatan, från djupt in i det extragalaktiska rymden. Denna radioskur är mycket polariserad, och den polariserade signalen blir vriden som en funktion av radiofrekvensen eftersom det finns ett extremt område av magnetiserat plasma mellan oss och källan till skurarna. Kredit:Bilddesign:Danielle Futselaar - Fotoanvändning:Brian P. Irwin / Dennis van de Water/Shutterstock
En internationell grupp astronomer har funnit att den av Cornell University upptäckta snabba radioskuren FRB 121102 - en kortfattad, gigantisk puls av radiovågor från 3 miljarder ljusår bort - passerar genom en slöja av magnetiserad plasma. Detta får de kosmiska explosionerna att "ropa och vrida sig, " vilket kommer att hjälpa forskarna att fastställa källan.
Forskningen finns med på omslaget till Natur , 11 januari.
"Ropet" representerar skurarna, och "vridningen" beskriver ett fysiskt fenomen som kallas Faraday-rotation, som uppstår när radiovågor passerar genom ett magnetiserat plasma, förklarade James Cordes, George Feldstein professor i astronomi vid Cornell University. Mätning av vridningen ger ytterligare vetenskapliga detaljer om ursprunget till FRB 121102. Uppgifterna hämtades från Arecibo Observatory i Puerto Rico och bekräftades av Green Bank Observatory i West Virginia.
"Det är fjärranalys på 3 miljarder ljusår bort. Dessa nya mätningar gör att vi kan vara mycket mer specifika om källans omedelbara omgivning, sa Cordes.
När radiovågor passerar genom magnetiserad plasma, polarisationsriktningen vid olika radiofrekvenser blir "tvinnad" av Faraday-rotationen.
Radioskurarna från FRB 121102 vrider sig till en sådan extrem - mer än 500 gånger större alla andra snabba radioskurar som observerats hittills - att astronomer drog slutsatsen att skurarna måste passera genom ett högt magnetfält i tät plasma, få forskare att tro att den ungdomliga källan till FRB 121102-skurarna kan vara nära ett massivt svart hål i sin egen galax eller en ung neutronstjärna vaggad i en kraftfull nebulosa eller en supernovarest.
"Vi uppskattar magnetfältet och gasdensiteten som omger sprängkällan, och vi kan länka dem, till exempel, med en modell som involverar en ung magnetar - en neutronstjärna med ett särskilt stort magnetfält - till den centrala motorn som producerar skurarna, " sa Cordes. Radiokällan och dess miljö är unik, vilket indikerar en ny typ av objekt som inte setts tidigare.
Som ett enormt avlyssningsöra på den djupa himlen, Arecibo Observatory är jordens största radioteleskop med en bländare, inställd för att hitta pulsarer och transientkällor, och att observera allt från galaxer till objekt i solsystemet. Orkanen Maria skadade den i september, men observatoriet återhämtar sig och fortsätter att inhämta vetenskapliga data.
Laura Spitler, upptäckte FRB 121102 2014 som postdoktor när hon sållade genom 2012 data från Arecibo som förvärvats av Pulsar Arecibo L-Band Feed Array-undersökning som söker efter pulsarer och transienta källor. Spitler hittade en mystisk explosion som varade i tre tusendelar av en sekund. Hon arbetar nu som postdoktor för Max Planck Institute for Radio Astronomy i Bonn, Tyskland.
Det 100 meter långa Green Bank-teleskopet i West Virginia visas mitt i en stjärnklar natt. En blixt från Fast Radio Burst-källan FRB 121102 ses färdas mot teleskopet. Bursten visar en komplicerad struktur, med flera ljusa toppar; dessa kan skapas av själva burst-emissionsprocessen eller förmedlas av den mellanliggande plasman nära källan. Denna skur upptäcktes med ett nytt inspelningssystem utvecklat av Breakthrough Listen-projektet. Kredit:Bilddesign:Danielle Futselaar - Fotoanvändning:Shutterstock.com
Förra året, Cornell-forskare och ett globalt team av astronomer upptäckte den kosmologiska källan till den sporadiskt upprepade millisekunder långa snabba radioskuren. Det nuvarande arbetet bygger på dessa resultat.
Fram till för flera år sedan, snabba radioskurar var ett nytt fenomen utan någon konventionell förklaring, sa Shami Chatterjee, senior forskarassistent i astronomi vid Cornell. "Nya fenomen gör forskarna upphetsade. Det är som ny pudersnö på en skidbacke, " sa Chatterjee.
FRB 121102 producerar fantastisk energi som jordbundna forskare kan upptäcka, förklarade Cordes. I en blixt som varar mindre än en millisekund, denna sprängkälla utstrålar tillräckligt med energi för att motsvara vår soleffekt under en hel dag.
"Det här är exotiskt. Om vi hade en av dessa på andra sidan av vår egen galax - Vintergatan - skulle det störa radion här på jorden, och vi skulle märka, eftersom det skulle mätta signalnivåerna på våra smartphones, " sa han. "Vad som än händer där är skrämmande. Vi skulle inte vilja vara där."