Niedawny FRB podważa to, co astronomowie sądzili, że o nich wiedzą
Nowa zdolność do wskazywania źródeł szybkich błysków radiowych umieszcza jeden z ostatnich błysków w zaskakującym miejscu.
 |
| Lokalizacja FRB, oznaczona owalnym konturem, znajduje się na obrzeżach ogromnej galaktyki eliptycznej, żółty owal po prawej. Źródło: Gemini Observatory |
Astronom Calvin Leung zeszłego lata analizował dane z nowo oddanego do użytku radioteleskopu, aby precyzyjnie określić pochodzenie powtarzających się rozbłysków intensywnych fal radiowych – tak zwanych szybkich błysków radiowych (FRB) – pochodzących gdzieś z konstelacji Małej Niedźwiedzicy.
Leung ma nadzieję ostatecznie zrozumieć pochodzenie tych tajemniczych błysków i wykorzystać je jako próbniki do śledzenia wielkoskalowej struktury Wszechświata, co jest kluczem do jego powstania i ewolucji. Napisał większość kodu komputerowego, który pozwolił jemu i jego kolegom połączyć dane z kilku teleskopów w celu triangulacji pozycji wybuchu z dokładnością do szerokości włosa na wyciągnięcie ręki.
Podekscytowanie zmieniło się w zakłopotanie, gdy jego współpracownik z Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) skierował w tamto miejsce teleskopy optyczne i odkrył, że źródło znajdowało się na odległych obrzeżach dawno wymarłej galaktyki eliptycznej, która według wszelkich praw nie powinna zawierać tego rodzaju gwiazdy, o której sądzi się, że wytwarza takie błyski.
Zamiast znalezienia oczekiwanego magnetara – silnie namagnesowanej, wirującej gwiazdy neutronowej pozostałej po zapadnięciu się jądra młodej, masywnej gwiazdy – teraz pytanie brzmiało: Jak wyjaśnić obecność magnetara wewnątrz tej starej, martwej galaktyki?, powiedział Leung.
Młode pozostałości gwiazdowe, które według teoretyków wytwarzają te milisekundowe błyski fal radiowych, powinny zniknąć dawno temu w galaktyce liczącej 11,3 miliarda lat, znajdującej się 2 miliardy lat świetlnych od Ziemi i ważącej ponad 100 miliardów razy więcej niż Słońce.
Jest to nie tylko pierwszy FRB znaleziony na obrzeżach martwej galaktyki, ale w porównaniu do wszystkich innych FRB, jest on również najbardziej oddalony od galaktyki, z którą jest powiązany. Lokalizacja FRB jest zaskakująca i rodzi pytania o to, jak takie energetyczne zdarzenia mogą wystąpić w regionach, w których nie tworzą się nowe gwiazdy – powiedziała Vishwangi Shah, doktorantka na Uniwersytecie McGill w Montrealu w Kanadzie, która udoskonaliła i rozszerzyła wstępne obliczenia Leunga dotyczące lokalizacji błysku, zwanego FRB 20240209A.
Shah jest autorką korespondencyjną badania FRB opublikowanego 21 stycznia 2025 roku w Astrophysical Journal Letters wraz z drugim artykułem autorstwa kolegów z Northwestern University w Evanston, Illinois. Leung, współautor obu artykułów, jest głównym konstruktorem trzech towarzyszących teleskopów do oryginalnej macierzy radiowej CHIME znajdującej się w pobliżu Penticton w Kolumbii Brytyjskiej.
Nowy wysięgnik CHIME w Kalifornii
Trzecia matryca radiowa została uruchomiona w styczniu 2025 roku w Hat Creek Observatory, obiekcie w północnej Kalifornii, który wcześniej był własnością i obsługiwany przez UC Berkeley, a obecnie jest zarządzany przez SETI Institute w Mountain View. Razem, te cztery matryce znacznie poprawią zdolność CHIME do precyzyjnego lokalizowania FRB.
Dzięki tej nowej precyzji teleskopy optyczne mogą zidentyfikować rodzaj grup gwiazd – gromady kuliste, galaktyki spiralne – które wytwarzają błyski i, miejmy nadzieję, zidentyfikować źródło gwiazd. Spośród 5000 wykrytych do tej pory źródeł – z których ponad 95% zostało wykrytych przez CHIME – niewiele zostało odizolowanych od konkretnej galaktyki, co utrudniało wysiłki mające na celu potwierdzenie, czy źródłem są magnetary, czy jakikolwiek inny rodzaj gwiazd.
Jak szczegółowo opisano w nowym artykule, Shah uśredniła wiele błysków z powtarzającego się FRB, aby poprawić dokładność określania pozycji zapewnianą przez matrycę CHIME i jedną matrycę w Kolumbii Brytyjskiej. Po odkryciu w lutym 2024 roku astronomowie zarejestrowali 21 kolejnych błysków do 31 lipca. Od czasu złożenie artykułu Shion Andrew z MIT włączył dane z drugiego instrumentu w Obserwatorium Green Bank w Zachodniej Wirginii, aby potwierdzić opublikowaną pozycję Shah z 20-krotnie większą precyzją.
Wynik ten podważa istniejące teorie, które wiążą pochodzenie FRB ze zjawiskami zachodzącymi w galaktykach gwiazdotwórczych – powiedziała Shah. Źródło może znajdować się w gromadzie kulistej, gęstym regionie starych, martwych gwiazd poza galaktyką. Jeśli zostanie to potwierdzone, FRB 20240209A będzie dopiero drugim FRB powiązanym z gromadą kulistą.
Zauważyła jednak, że drugi FRB pochodzący z gromady kulistej był związany z żywą galaktyką, a nie starą eliptyczną, w której formowanie gwiazd ustało miliardy lat temu.
Oczywiste jest, że wciąż istnieje wiele ekscytujących przestrzeni do odkryć, jeśli chodzi o FRB i że ich środowisko może być kluczem do odkrycia ich tajemnic – powiedziała Tarraneh Eftkhari, która jest pierwszą autorką drugiej pracy.
CHIME i jego teleskopy wysięgnikowe pozwolą nam wykonać astrometrię na poziomie nieporównywalnym z Kosmicznym Teleskopem Hubble’a czy Kosmicznym Teleskopem Jamesa Webba. Do nich będzie należało drążenie w celu znalezienia źródła – dodał Leung. To niesamowity radioteleskop.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
