Genom att studera platsen för en spektakulär stjärnexplosion som sågs i april 2020, ett Chalmers-ledda team av forskare har använt fyra europeiska radioteleskop för att bekräfta att astronomis mest spännande pussel är på väg att lösas. Snabba radioutbrott, oförutsägbara millisekunder långa radiosignaler som ses på stora avstånd över universum, genereras av extrema stjärnor som kallas magnetarer - och är förvånansvärt olika i ljusstyrka.

I över ett decennium, fenomenet som kallas snabba radioskurar har upphetsat och mystifierat astronomer. Dessa utomordentligt ljusa men extremt korta blixtar av radiovågor – som bara varar i millisekunder – når jorden från galaxer miljarder ljusår bort.

I april 2020, en av utbrotten upptäcktes för första gången inifrån vår galax, Vintergatan, med radioteleskop CHIME och STARE2. Den oväntade blossen spårades till en tidigare känd källa bara 25 000 ljusår från jorden i stjärnbilden Vulpecula, räven, och forskare över hela världen samordnade sina ansträngningar för att följa upp upptäckten.

I maj, ett team av forskare ledda av Franz Kirsten (Chalmers) pekade fyra av Europas bästa radioteleskop mot källan, känd som SGR 1935+2154. Deras resultat publiceras idag i ett papper i tidskriften Natur astronomi .

"Vi visste inte vad vi skulle förvänta oss. Våra radioteleskop hade bara sällan kunnat se snabba radioskurar, och den här källan verkade göra något helt nytt. Vi hoppades att bli överraskade, sa Mark Snelders, teammedlem från Anton Pannekoek Institute for Astronomy, Universitetet i Amsterdam.

Radioteleskopen, en maträtt vardera i Nederländerna och Polen och två på Onsala rymdobservatorium i Sverige, övervakade källan varje natt i mer än fyra veckor efter upptäckten av den första blixten, totalt 522 timmars observation.

På kvällen den 24 maj laget fick överraskningen de letade efter. Klockan 23:19 lokal tid, Westerbork-teleskopet i Nederländerna, den enda i gruppen i tjänst, fångade en dramatisk och oväntad signal:två korta skurar, var och en millisekund lång men med 1,4 sekunders mellanrum.

Kenzie Nimmo, astronom vid Anton Pannekoek Institute for Astronomy och ASTRON, är medlem i laget.

"Vi såg tydligt två skurar, extremt nära i tiden. Som blixten från samma källa den 28 april, det här såg ut precis som de snabba radioutbrotten vi hade sett från det avlägsna universum, bara dimmer. De två utbrotten vi upptäckte den 24 maj var ännu svagare än så", Hon sa.

Detta var nytt, starka bevis som kopplar samman snabba radioskurar med magnetarer, tänkte forskarna. Som mer avlägsna källor för snabba radioskurar, SGR 1935+2154 verkade producera skurar med slumpmässiga intervall, och över ett enormt ljusstyrkeintervall.

"De ljusaste blixtarna från denna magnetar är minst tio miljoner gånger så ljusa som de svagaste. Vi frågade oss själva, kan det också vara sant för snabba radioskurkällor utanför vår galax? Om så är fallet, då skapar universums magnetarer strålar av radiovågor som kan kors och tvärs över kosmos hela tiden – och många av dessa kan vara inom räckhåll för blygsamma teleskop som vårt", sade teammedlemmen Jason Hessels (Anton Pannekoek Institute for Astronomy and ASTRON, Nederländerna).

Neutronstjärnor är de små, extremt täta rester som lämnas kvar när en kortlivad stjärna på mer än åtta gånger solens massa exploderar som en supernova. I 50 år, astronomer har studerat pulsarer, neutronstjärnor som med klockliknande regelbundenhet sänder ut pulser av radiovågor och annan strålning. Alla pulsarer tros ha starka magnetfält, men magnetarerna är de starkaste kända magneterna i universum, var och en med ett magnetfält som är hundratals biljoner gånger starkare än solens.

I framtiden, teamet strävar efter att låta radioteleskopen övervaka SGR 1935+2154 och andra närliggande magnetarer, i hopp om att få reda på hur dessa extrema stjärnor faktiskt gör sina korta sprängningar av strålning.

Forskare har presenterat många idéer för hur snabba radioskurar genereras. Franz Kirsten, astronom vid Onsala rymdobservatorium, Chalmers, som ledde projektet, förväntar sig att den snabba takten i förståelsen av fysiken bakom snabba radioskurar kommer att fortsätta.

"Fyrverkeriet från detta fantastiska, närliggande magnetar har gett oss spännande ledtrådar om hur snabba radioskurar kan genereras. De skurar vi upptäckte den 24 maj kan indikera en dramatisk störning i stjärnans magnetosfär, nära dess yta. Andra möjliga förklaringar, som stötvågor längre ut från magnetarn, verkar mindre troligt, men jag skulle vara glad över att bli bevisad att jag har fel. Oavsett svaren, vi kan förvänta oss nya mätningar och nya överraskningar under de kommande månaderna och åren", han sa.