Różne spojrzenia na szybkie rozbłyski radiowe
Szybkie rozbłyski radiowe (FRB) są kłopotliwym zjawiskiem astrofizycznym. Jak sugeruje ich nazwa, są zasadniczo krótkimi sygnałami radiowymi, ale posiadają zaskakującą ilość energii. Bardziej niezwykłe jest to, że niektóre FRB powtarzają się, podczas gdy inne są zdarzeniami jednorazowymi.
Powtarzające się szybkie rozbłyski radiowe dają możliwość dokładniejszego ich zbadania. Więc co widzimy, gdy obserwujemy wybuchy na wielu częstotliwościach jednocześnie?
FRB trwają zwykle tylko kilka milisekund, ale intensywność, z jaką są wykrywane sugeruje, że są wytwarzane przez procesy o bardzo dużej energii. Czym są te procesy pozostaje kwestią otwartą. Praktycznie wszystkie znane FRB pochodzą spoza Drogi Mlecznej.
Wiadomo, że niektóre FRB się powtarzają, co pozwala na określenie ich pochodzenia znacznie dokładniej niż jednorazowych FRB. Pierwszy znany powtarzający się rozbłysk, zwany FRB 121102, znajduje się w galaktyce karłowatej oddalonej o ponad 2 mld lat świetlnych stąd. FRB 121102 wytworzył setki rozbłysków od czasu jego odkrycia, a badania wykazały, że można go wykryć na wielu częstotliwościach radiowych.
W ramach nowych badań prowadzonych przez Walida Majida (JPL/CalTech) zrewidowano FRB 121102 przy użyciu DSS-43, 70-metrowego radioteleskopu w Deep Space Network. Celem badania było zbadanie rozbłysków FRB 121102 na wyższych częstotliwościach niż wcześniej oraz zbadanie ich wyglądu w obserwacjach szerokopasmowych.
Szerokopasmowe obserwacje FRB 121102 dostarczają widm rozbłysków, co jest niezwykle przydatne. W przypadku FRB cechy widmowe mogą być albo wywołane mechanizmem samego wybuchu, albo zamiast tego mogły zostać dodane jako sygnał propagowany przez środowisko gospodarza, przez przestrzeń międzygalaktyczną a następnie przez Drogę Mleczną, aby dotrzeć do nas.
Majid i jego współpracownicy obserwowali FRB 121102 z DSS-43 przez prawie sześć godzin 19 września 2019 roku. Obserwacje skupiały się na 2,25 (pasmo S) i 8,36 GHz (pasmo X) z użytkowymi szerokościami pasma ~100 i ~430 MHz. W tym czasie zaobserwowano sześć błysków – ale były one widoczne tylko w paśmie S o niższej częstotliwości!
Brak wykrywania wysokiej częstotliwości dla FRB 121102 jest interesujący, zwłaszcza że pasmo X miało większą szerokość niż pasmo S. Czy ta zależność częstotliwości zapewnia spojrzenie w mechanizm emisji FRB? Czy może pojawia się tylko wtedy, gdy sygnał dociera do nas?
Majid i jego współpracownicy zbadali możliwość, że scyntylacja w naszej galaktyce może być odpowiedzialna za brak widocznej aktywności w paśmie X. W kontekście FRB scyntylacja galaktyczna to obserwacja wielokrotnych błysków o różnych częstotliwościach, wywołanych przez fotony z wybuchu, oddziałujące z materią w Drodze Mlecznej. Autorzy pokazują, że scyntylacja galaktyczna nie może wyjaśnić obserwacji FRB 121102, co sugeruje, że zależność częstotliwości może mieć więcej wspólnego z wewnętrznymi właściwościami mechanizmu emisji lub właściwościami galaktyki macierzystej FRB.
Podobnie jak w przypadku większości rzeczy w astronomii, potrzeba więcej obserwacji. Naukowcy doszli do wniosku, że gęste, wieloczęstotliwościowe obserwacje FRB 121102 mogą znacznie pomóc w zrozumieniu jego zachowania. I tak tajemnica FRB trwa!
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
