Astronomowie wykrywają niezwykle silne, szybkie rozbłyski radiowe, które odchylają pobliską galaktykę

Po zaktualizowaniu układu radioteleskopu w Westerbork w Holandii astronomowie odkryli pięć nowych szybkich rozbłysków radiowych. Obrazy teleskopowe, ostrzejsze niż było to wcześniej możliwe, pokazały, że kilka rozbłysków przebiło naszą sąsiednią trójkątną galaktykę. Pozwoliło to astronomom po raz pierwszy określić maksymalną liczbę niewidocznych atomów w tej galaktyce.

Szybkie rozbłyski radiowe, FRB, należą do najjaśniejszych eksplozji we wszechświecie. Rozbłyski emitowane są głównie przez fale radiowe. Błyski są tak silne, że radioteleskopy mogą je wykryć nawet z odległości ponad czterech miliardów (!) lat świetlnych. Ta ciągła widoczność na tak duże odległości oznacza, że ​​dżety zawierają ogromne ilości energii. Kiedy eksploduje, pojedynczy FRB zawiera dziesięć bilionów (dziesięć milionów razy milion) razy więcej niż roczne zużycie energii przez całą światową populację.

Ta potężna generacja energii sprawia, że ​​FRB są bardzo ekscytujące. Wielu astronomów uważa, że ​​są one emitowane przez gwiazdy neutronowe. Intensywność i siła pola magnetycznego tych bardzo młodych gwiazd jest wyjątkowa we wszechświecie. Badając rozbłyski, astronomowie chcą lepiej zrozumieć podstawowe właściwości materii tworzącej wszechświat. Ale badanie tych przebłysków jest trudne. Nikt nie wie, gdzie następna partia eksploduje na niebie. A FRB trwa tylko ułamek sekundy: jeśli mrugniesz, przegapisz to.

Zasilany przez nowe odbiorniki i nowy superkomputer (Apertif Radio Transient System, ARTS), Westerbork odkrył teraz pięć nowych FRB. „Mamy teraz instrument o bardzo szerokim polu widzenia i bardzo ostrym polu widzenia. I to wszystko na żywo. To nowe i ekscytujące” – mówi główny badacz Joeri van Leeuwen (ASTRON).

Wcześniej radioteleskopy, takie jak Westerborks, wykrywały FRB, podobnie jak złożone oczy muchy. Muchy widzą we wszystkich kierunkach, ale nie są widoczne. Modernizacja Westerbork jest jak skrzyżowanie oczu muchy z okiem orła. Superkomputer ARTS nieustannie łączy obrazy z dwunastu anten Westerbork, aby stworzyć ostry obraz w ogromnym polu widzenia. „Nie można sobie pozwolić na zakup skomplikowanej elektroniki, która jest do tego potrzebna”, mówi inżynier systemowy Erik Koestra (ASTRON). „Większość systemu zaprojektowaliśmy sami ze świetnym zespołem. W rezultacie powstała zaawansowana maszyna, jedna z najpotężniejszych na świecie.”

aberracja galaktyczna

Astronomowie chcą zrozumieć, jak i dlaczego FRB stają się tak jasne. Ale błyski są również interesujące, ponieważ w drodze na Ziemię przechodzą przez inne galaktyki. Elektrony w tych galaktykach, zwykle niewidoczne, zniekształcają błyski. Śledzenie niewidzialnych elektronów i towarzyszących im atomów jest ważne, ponieważ większość materii we wszechświecie jest ciemna, a wciąż wiemy o niej tak mało. Wcześniej radioteleskopy mogły z grubsza wskazywać miejsce występowania FRB. Superkomputer ARTS pozwala teraz Westerbork określić dokładną lokalizację FRB z najwyższą dokładnością. Van Leeuwen: „Wykazaliśmy, że trzy z wykrytych przez nas FRB zniekształciły naszą Galaktykę Trójkąta! W ten sposób po raz pierwszy byliśmy w stanie obliczyć liczbę niewidzialnych elektronów, które galaktyka zawiera co najwyżej. Niezwykły wynik.”

Odniesienie: „The Apertif Radio Transient System (ARTS): Design, Commissioning, Data Release, and Detection of the First Five Speed ​​​​Radio Streams” Joeri van Leeuwen, Eric Kooistra, Leon Oostrum, Liam Connor, Jonathan E. Hargreaves, Yogesh Maan, Ines Pastor-Marazuela Emily Petrov, Daniel van der Schoor, Alessio Skloko, Samira M. Blok, William JGD, Oliver M Boersma, WM A. Van Capelen, Arthur HWM Colin, Sedis Damstra, Helga Dens, Geer NG Van Diepen, David W. Gardiner, Jan Grange, Andre W. Jonst, Kelly M. Hess, Hanno Holtes, Theis van der Hulst, Baudouin Hutt, Alexander Kotkin, J. Marcel Luce, Daniel M. Lucero, Ognes Mika, Klim Michajłow, Raffaella Morgante, Vanessa A. Moss, Henk Mulder, Minno J. Norden, Tom A. Oosterloo, Emaneula Orrú, Zsolt Paragi, Jan-Pieter R. de Reijer, Arno P. Schoenmakers, Klaas JC Stuurwold, Sander ter Veen, Yu-Yang Wang, Alwin W. Zanting i Jacob Ziemke12 kwietnia 2023 r I Astronomia i astrofizyka.
DOI: 10.1051/0004-6361/202244107