Fast radio bursts (FRB) är ett av de mest mystiska mysterierna i universum. Trots det faktum att arten av absolut alla FRB: er fortfarande är okänd för astronomer, verkar det som att forskare äntligen har räknat ut från vilken fantastisk miljö några av de mest diskuterade FRB: erna framkom under de senaste åren. Vi pratar om att upprepa signaler FRB 121102.
För första gången började forskarna prata om FRB 121102-signaler i november 2012, men för att begränsa sökningen efter deras ovanliga natur tog forskarna flera år. Som regel verkade de snabbaste radiobristerna bara en gång, vilket gjorde beräkningen av deras källa till en omöjlig uppgift, men det speciella med FRB 121102 visade sig vara att dessa signaler upprepas.
Detta gav forskare en unik möjlighet att studera dessa signaler. FRB: er är radiopulser som varar flera millisekunder, men ibland med energin från 500 miljoner solar. Eftersom de flesta av dessa radiopulser inte upprepas blir det nästan omöjligt att förutsäga dem. Som emellertid och spåra deras källa. Det är därför forskare fortfarande inte har kunnat avgöra deras sanna natur.
FRB 121102-signaler har aldrig upphört att förvåna forskare under flera år. I mars 2016 tillkännagav astronomer upptäckten av 10 snabba radiobrister från samma region i arkiverade teleskopdata. Ytterligare sex FRB 121102-signaler upptäcktes i december 2016 och ytterligare 15 upptäcktes i augusti 2017, vilket gjorde det möjligt för forskare att hitta källan till dessa signaler. Det visade sig vara den stjärnbildande regionen i en dvärggalax som ligger mer än tre miljarder ljusår från jorden.
Ett internationellt forskarteam som studerade data från olika radioteleskoper kunde ytterligare begränsa sökområdet och slutligen komma till en enda slutsats. Forskare är mer säkra än någonsin på att en neutronstjärna är källan till FRB 121102. Och tydligen är denna stjärna i en extremt extrem miljö - antingen mycket nära ett svart hål, eller inuti en mycket kraftfull nebula. Forskarna uppmanades till sådana slutsatser genom att dessa radiosignaler "virvlade".
Experter delade sitt arbete i tidskriften Nature, där de rapporterar att signalerna från FRB 121102 var nästan helt polariserade. När dessa polariserade signaler passerar genom ett magnetfält vrider de sig, och ju starkare magnetfältet, desto mer vrider de sig. Denna funktion kallas Faraday-effekten och gör det möjligt för forskare att lära sig mer om vissa vågor. När det gäller FRB 121102-signaler, visade sig deras polarisationsplan vara det mest virvlande som någonsin observerats, vilket antyder att de passerade genom ett mycket kraftfullt magnetfält.
”De enda källorna som är kända i vår galax med samma virvlande polarisationsplan som FRB 121102 är belägna i det galaktiska mitten och ligger i ett mycket dynamiskt område bredvid ett massivt svart hål. Kanske finns källan FRB 121102 i en liknande miljö i sin egen galax, säger Daniel Micilli från University of Amsterdam.
"Dessutom kan det tvinnade polarisationsplanets särdrag förklaras om deras källa är belägen i en mycket kraftfull nebulosa kvar efter en supernovaexplosion," tillägger forskaren.
Kampanjvideo:
Observationen förklarar också neutronstjärns roll. Dessa föremål tros vara resultatet av supernovaexplosioner. Om massan hos en stjärna visar sig vara högre än ett visst värde, blir den istället för en supernova till ett svart hål.
Neutronstjärnor är mycket små och mycket täta föremål. Och när de roterar avger de radiopulser. En viss typ av neutronstjärna, kallad magnetar, har ett oerhört kraftfullt magnetfält och kan generera utsläpp - liknande hur solen producerar solbrännare. De betraktades också av forskare som en möjlig källa för snabba radiopulser, men observationer visade att de mest kraftfulla facklarna av dessa objekt var fyra med storleksordning lägre i kraft än FRB 121102. Som ett resultat kom forskare till slutsatsen att källan till FRB 121102 är en vanlig typ av neutronstjärna. Samtidigt planerar forskarna att fortsätta sitt arbete och försöka ta reda på mer om miljön där de verkade.
”Vi kommer att fortsätta att observera och spåra hur egenskaperna för dessa skurar förändras över tid. Som en del av dessa observationer kommer vi att försöka ta reda på vilka av antagandena som visade sig vara korrekta - en neutronstjärna ligger bredvid ett svart hål, eller det är inne i en mycket kraftfull nebulosa, säger Jason Hessels från samma universitet i Amsterdam.
Samtidigt vet vi fortfarande inte vad som är källan till ett dussin andra observerade radiobrister. De har inte upprepats, liksom fallet med FRB 121102, så forskare föreslår att FRB 121102 kan vara unik i sitt slag, medan andra kan ha olika källor.
Nikolay Khizhnyak
