Astronomen detecteren de helderste mysterieuze snelle radio -burst tot nu toe

Astronomen hebben de helderste snelle radio -burst gezien die uit een nabijgelegen melkweg komen. Observaties van dit fenomeen, een krachtige flits van radiogolven die slechts ongeveer een milliseconde duurt, kunnen licht werpen op een van de meest mysterieuze kosmische fenomenen die ooit zijn bestudeerd.

Snelle radio -bursts, of FRB’s, werden voor het eerst ontdekt in 2007, maar hun exacte bronnen blijven onbekend. Sinds hun identificatie hebben astronomen de oorsprong van de bursts getraceerd in de hoop aanwijzingen te verzamelen over wat hen ontketent en stuurt ze over de kosmos.

Astronomen observeerden FRB 20250316A, bijgenaamd “RBfloat” voor “Radio Brightest Flash aller tijden” op 16 maart.

Het signaal werd herleid tot de Galaxy NGC 4141 ongeveer 130 miljoen lichtjaren verwijderd van de aarde. De details van de detectie, gemaakt met het FRB-jagende Canadese waterstofintensiteit in kaart brengen, of bel, en de nieuw operationele, kleinere reeks telescopen, Outriggers genoemd, werden donderdag gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters.

“Met de Chime Outriggers vangen we eindelijk deze vluchtige kosmische signalen in de handeling – hun locaties beperken niet alleen tot individuele sterrenstelsels, maar zelfs tot specifieke uitstekende omgevingen,” zei hoofdstudie -auteur Amanda Cook, een Banting Postdoctoral Fellow bij het Trottier Space Institute en Physics Department bij McGill University, in een verklaring.

Nadat de burst was gedetecteerd, gebruikten wetenschappers de James Webb Space Telescope om in te zoomen waar het vandaan kwam. De observaties voegen bewijs toe aan een leidende theorie dat magnetars, of de zeer gemagnetiseerde overblijfselen van dode sterren, een bron van snelle radiotursts kunnen zijn. Een studie over de vervolgobservaties van Webb werd ook donderdag gepubliceerd in The Astrophysical Journal Letters.

“Dit was een unieke kans om JWST’s krachtige infraroodoog op de locatie van een FRB voor het eerst snel te zetten,” zei Peter Blanchard, hoofdauteur van de Webb Study and Research Associate in het Harvard College Observatory in het Centre for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, in een verklaring. “En we werden beloond met een opwindend resultaat – we zien een vage bron van infraroodlicht heel dicht bij waar de radio -burst plaatsvond. Dit zou het eerste object kunnen zijn dat is gekoppeld aan een FRB dat iemand in een andere melkweg heeft gevonden.”

De nieuwe inzichten uit beide studies kunnen ook worden gebruikt om astronomen te helpen een ander belangrijk mysterie rond snelle radio -uitbarstingen op te lossen door te bepalen of ze een hebben Herhaaldelijk patroonAls een kosmische hartslag, of dat er verschillende smaken van radiobrekjes zijn die een enkelvoudig bombastisch signaal vrijgeven voordat ze stil vallen.

De Chime Radio Telescope in de buurt van Penticton, British Columbia, bij het Dominion Radio Astrofysical Observatory, heeft de afgelopen zeven jaar astronomen in staat gesteld duizenden snelle radio -bursts te herkennen wanneer ze aankomen in de aarde na het reizen over de kosmos.

Het werk werd eerder dit jaar voltooid om stempelingen op de gang te krijgen op locaties in British Columbia, West Virginia en Californië met als doel snelle radiobruis te traceren naar hun specifieke locaties met verbeterde precisie. De stempelingen combineren vaststellende mogelijkheden met een groot gezichtsveld, zei Wen-Fai Fong, co-auteur van de Chime Study en universitair hoofddocent natuurkunde en astronomie aan het Weinberg College of Arts and Sciences van de Northwestern University.

Astronomen hadden hun kans om de ‘game-changing’-mogelijkheden van de array in maart te testen, slechts een paar maanden nadat de stempelingen online kwamen, zei Fong.

De RBfloat gaf zoveel energie vrij als de zon die in vier dagen werd geproduceerd – maar in minder dan een seconde.

De Outrigger-telescopen stelden het team in staat om het punt van herkomst van de snelle radio-burst te lokaliseren naar een regio van ongeveer 45 lichtjaar over, een gebied kleiner dan een cluster van sterren. De precisie van de locatie is als het spotten van een kwart van ongeveer 100 kilometer (62 mijl) afstand, zei Cook.

Voorafgaand aan het vermogen van de Outrigger Telescopes om een ​​snelle radiobeurt naar zijn bron te trianguleren, “was het alsof je met iemand aan de telefoon praatte en niet wist uit welke stad of staat ze belden”, zei studie co -auteur Bryan Gaensler, decaan van de University of California, Santa Cruz Science Division.

“Nu kennen we niet alleen hun exacte adres, maar ook in welke kamer van hun huis ze staan ​​terwijl ze aan de oproep zijn.”

Vervolgobservaties gemaakt met de 6,5-meter MMT-telescoop in Arizona en de Keck II Telescope’s Cosmic Web Imager in Hawaii onthulden dat RBfloat uit de spiraalarm van een sterrenstelsel kwam, die vol zit met sterrenvormende regio’s. Maar het is ontstaan ​​in de buurt van, en niet binnen, een stervormend gebied.

Sommige eerdere snelle radio -bursts lijken afkomstig te zijn van magnetars, of zeer gemagnetiseerde roterende neutronensterren die radiogolven loslaten. Wetenschappers hebben al lang de hypothese dat neutronensterren, ultradense kernresten achtergelaten nadat enorme sterren exploderen, de oorsprong kunnen zijn van snelle radiobursts.

Magnetars vormen meestal wanneer de zwaartekracht een gigantische ster veroorzaakt om op zichzelf in te storten. En stervormende gebieden zijn waar jonge magnetars kunnen worden gevonden.

Het feit dat de burst werd herleid tot een regio buiten een stervormende klomp, kon suggereren dat de “Magnetar werd geschopt van de geboortesite of dat deze direct op de FRB-site werd geboren en weg van het centrum van de Clump”, zei studie co-auteur Yuxin (Vic) Dong, Graduate Student and National Science Foundation Graduate Research Fellow in de Department of Physics and Astrony At Northwestern University.

Het team van Blanchard gebruikte de Webb -telescoop om te zoeken naar een signaal in infraroodlicht dat mogelijk op dezelfde kosmische locatie is ontstaan ​​als rbfloat.

De gegevens van Webb onthulden een object, genaamd NIR-1, dat een enorme ster of een rode reus zou kunnen zijn-een zonachtige ster aan het einde van zijn leven die aanzienlijk is opgefleurd. Geen van beide sterren wordt beschouwd als een kandidaat voor de directe oorzaak van een snelle radiobrising. Maar een ongeziene metgezel als een neutronenster zou materiaal kunnen overhevelen van de grotere ster – en dat kan voldoende zijn geweest om een ​​uitbarsting van radiogolven los te laten, zei Blanchard.

Het is ook mogelijk dat het infraroodlicht dat Webb heeft gedetecteerd een weerspiegeling was van een flare veroorzaakt door hetzelfde object dat de radio -burst heeft vrijgegeven, zoals een magnetar.

“Of de associatie met de ster echt is of niet, we hebben veel geleerd over de oorsprong van de burst,” zei Blanchard. “Als een dubbele sterrensysteem niet het antwoord is, laat ons werk zien dat een geïsoleerde magnetar de FRB heeft veroorzaakt.”

Het bestuderen van de onmiddellijke omgeving waar zowel herhalende als niet-herhaalde snelle radio-uitbarstingen voorkomen, kan astronomen helpen bepalen wat ervoor zorgt dat de signalen in de eerste plaats herhalen, zei Fong.

Hoewel bekend is dat veel snelle radio -uitbarstingen gedurende enkele maanden pulsaties herhalen, heeft de RBfloat geen herhaalsignalen vrijgegeven in de honderden uren nadat het aanvankelijk was waargenomen.

RBFLOAT is de eerste niet-herhaalde burst die in dergelijke precisie wordt gelokaliseerd, zei Sunil Simha, co-auteur van de Chime Study en een Brinson Postdoctoral Fellow bij het centrum van de Northwestern University’s Centre for Interdisciplinaire exploratie en onderzoek in Astrophysics en de Astronomy en Astrofysics van de Universiteit van Chicago.

“Aangezien dit de eerste niet-herhaalde FRB vertegenwoordigt met zijn lokale omgeving volledig in kaart gebracht, valt het nog te bezien of anderen het voorbeeld zullen volgen, of dat dit een vreemde ball was,” zei Fong.

De resultaten van beide studies geven inzicht in de vraag of alle snelle radio -bursts zich uiteindelijk herhalen, zei Liam Connor, universitair docent astronomie aan de Harvard University. Connor heeft bestudeerde het fenomeen eerder maar was niet betrokken bij beide studie.

“Voordat Chime FRB 20250316A detecteerde, had Chime de bron al zeven jaar onbewust gecontroleerd, omdat Chime eenmaal per dag de hele noordelijke hemel ziet,” schreef Connor in een e -mail. “Op de een of andere manier werden nul bursts gedetecteerd in duizenden transits, totdat een van de helderste gebeurtenissen aller tijden plotseling afging. Als alle FRB’s repeaters zijn, dan zijn sommige duidelijk extreem sporadisch en onvoorspelbaar.”

Eerder zijn cataclysmische theorieën, net als de botsing van massieve objecten, uitgesloten voor het herhalen van snelle radiotursts, omdat de bron zou worden vernietigd tijdens het produceren van de eerste burst, zei Dong.

“We kunnen de deur heropenen naar die meer explosieve theorieën voor rbfloat en zijn verwanten,” zei ze.

Simha wil een database bouwen die laat zien waar snelle radio -bursts zijn ontstaan, wat kan onthullen wat verantwoordelijk kan zijn voor het maken ervan – en als ze allemaal gelijk worden gemaakt. Meer gegevens kunnen aantonen dat als er meerdere manieren zijn om snelle radiotursts te produceren, zei Blanchard.

De Chime-telescoop en zijn stempelingen blijven de lucht in de gaten houden om te zien of andere niet-herhaalde snelle radio-bursts een ander signaal vrijgeven. De telescooparray zal naar verwachting honderden snelle radio -uitbarstingen per jaar helpen lokaliseren. En het team zal RBfloat blijven volgen voor het geval het nog een uitbarsting heeft.

“Als alternatief, misschien detecteren we nooit een andere uitbarsting van deze bron en beginnen we extra schijnbaar eenmalige uitbarstingen te zien, mogelijk in vergelijkbare omgevingen,” schreef Cook in een e-mail. “Dan proberen we de mysteries van de oorsprong van ten minste twee verschillende populaties op te lossen. In beide gevallen zijn we erg enthousiast om de mysteries te ontdekken die het universum voor ons in petto heeft.”

Zich aanmelden voor CNN’s Wonder Theory Science -nieuwsbrief. Verken het universum met nieuws over fascinerende ontdekkingen, wetenschappelijke vooruitgang en meer.