• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Fysik
    IceCube hjälper till att avmystifiera konstiga radiosurfar från djupet

    IceCube är en neutrino -detektor som består av 5, 160 optiska moduler inbäddade i en gigaton av kristallklar is en mil under den geografiska sydpolen. Upphovsman:NSF

    I ett decennium, astronomer har förbryllat över flyktiga men otroligt kraftfulla radionsprång från rymden.

    Fenomenen, kallas snabba radiostopp eller FRB, upptäcktes första gången 2007 av astronomer som skurade arkivdata från Australiens Parkes Telescope, en maträtt med en diameter på 64 meter som är mest känd för sin roll som tar emot levande tv-bilder från månlandningen Apollo 11 1969.

    Men antennens upptäckt av den första FRB - och den efterföljande bekräftade upptäckten av nästan två dussin kraftfullare radiopulser över himlen av Parkes och andra radioteleskop - har fått astrofysiker att skynda för att hitta fler av föremålen och förklara dem.

    "Det är en ny klass av astronomiska händelser. Vi vet väldigt lite om FRB i allmänhet, "förklarar Justin Vandenbroucke, en fysiker vid University of Wisconsin-Madison som, med sina kollegor, vänder IceCube, världens känsligaste neutrino -teleskop, till uppgiften att hjälpa avmystifiera de kraftfulla pulserna av radioenergi som genereras upp till miljarder ljusår från jorden.

    Idén, säger fysikern i Wisconsin, är att se om neutrinoer med hög energi genereras som sammanfaller med FRB. Om så är fallet, det skulle ge forskare ledningar till vad som kan ge upphov till de kraftfulla radiofacklorna och avslöja något om fysiken i de miljöer där de genereras.

    IceCube är en neutrino -detektor som består av 5, 160 optiska moduler inbäddade i en gigaton av kristallklar is en mil under den geografiska sydpolen. Med stöd av National Science Foundation, IceCube kan fånga de flyktiga signaturerna hos neutrinoer med hög energi-nästan masslösa partiklar som genereras, förmodligen, med tät, våldsamma föremål som supermassiva svarta hål, galaxkluster, och de energiska kärnorna i stjärnbildande galaxer.

    Fångsten med snabba radiostörningar, noterar Vandenbroucke, är att de mestadels är slumpmässiga och de varar i bara några millisekunder, för snabbt för att rutinmässigt upptäcka eller genomföra uppföljningsobservationer med radio- och optiska teleskop. Endast en FRB har återkommit, ett objekt som kallas FRB 121102 i en galax cirka 3 miljarder ljusår bort. En viktig fördel med IceCube är teleskopets extremt breda synfält jämfört med optiska och radioteleskop. Teleskopet samlar in data om neutrinohändelser när partiklarna kraschar genom jorden, och den ser hela himlen på både södra och norra halvklotet. Det betyder att om en FRB detekteras av något av världens radioteleskop, Vandenbroucke och hans team kan analysera IceCube -data för den delen av himlen vid den tidpunkt då radiopulsen detekterades.

    Att observera en snabb radiostopp i samband med neutrinoer skulle vara en kupp, hjälper till att etablera källobjekt för båda typerna av fenomen. "Astrofysiska neutrinoer och snabba radioutbrott är två av de mest spännande mysterierna i fysik idag, "säger Vandenbroucke." Det kan finnas en länk mellan dem. "

    Än så länge, Vandenbroucke och hans team har tittat på nästan 30 FRB, inklusive 17 utbrott från "repeateren, "FRB 121102.

    UW -lagets första utseende, dock, upptäckte inte neutrino -utsläpp med någon av de FRB som identifierats i IceCubes arkivdata. Att inte se neutriner i samklang med någon av de FRB som har studerats hittills ger forskare en övre gräns för mängden neutrino -utsläpp som kan uppstå i en skur.

    "Vi kan säga att mängden energi som släpps ut från varje skur som neutrino är mindre än en viss mängd, som sedan kan jämföras med förutsägelser från enskilda teorier, "Vandenbroucke förklarar." Eftersom antalet utbrott förväntas öka dramatiskt under de närmaste åren, dessa begränsningar kommer att bli ännu starkare - eller så gör vi en upptäckt. "

    Ljusa eller mycket energirika neutrinoer skulle vara karakteristiska för vissa klasser av astronomiska objekt. "Vi har uteslutit gammastrålningsutbrott och vi har starkt begränsat möjligheten till svarta hål" som neutrinkällor, säger Vandenbroucke. Hans teams analys av fyra FRB -evenemang publicerades i augusti 2017 Astrofysisk tidskrift . "Det kan vara ännu mer exotisk fysik på gång."

    Forskare tror att FRB förekommer mycket oftare än de har observerats. Vissa uppskattar att det finns så många som 10, 000 FRB -evenemang per dag från alla håll på himlen. Och med astronomer nu på jakt efter radioenergis starnge -pulser, Vandenbroucke förväntar sig att upptäcktstakten kommer att accelerera när världens radioteleskop fortsätter sina sökningar och när nya radiointerferometrar kommer på nätet.

    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com