A csillagászok először kapcsolnak össze egy titokzatos gyors rádiókitörést gravitációs hullámokkal

Egy csapat kollégám és én csak megjelent bizonyíték in Természet csillagászat mi okozhatja a távoli galaxisokból érkező, titokzatos rádióhullámok kitöréseit gyors rádió tört vagy FRB-k.

Két ütközés neutron csillagok– egy-egy felrobbant csillag szupersűrű magja – gravitációs hullámok kitörését keltette, amikor egybeolvadtakszupramasszív” neutroncsillag. A csapat megállapította, hogy két és fél órával később FRB-t készítettek, amikor a neutroncsillag egy fekete lyukba omlott.

Vagy úgy gondoljuk. Az elméletünket megerősítő vagy cáfoló kulcsfontosságú bizonyíték – a gyors rádiókitörés irányából érkező optikai vagy gamma-villanás – csaknem négy éve tűnt el. Néhány hónap múlva lehet, hogy újabb esélyt kapunk, hogy megtudjuk, igazunk van-e.

Rövid és erőteljes

Az FRB-k az űrből érkező rádióhullámok hihetetlenül erős impulzusai, amelyek körülbelül egy ezredmásodpercig tartanak. Az ausztráliai rádióteleszkóp adatait felhasználva az Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP), csillagászok megállapították hogy a legtöbb FRB galaxisokból származik olyan távoli fény több milliárd év, hogy elérjen bennünket. De az, hogy mi okozza ezeket a rádióhullám-kitöréseket, azóta is zavarba ejti a csillagászokat kezdeti észlelés A 2007.

A legjobb nyom a galaxisunkban található, SGR 1935+2154 néven ismert objektumból származik. Ez egy magnetar, amely egy neutroncsillag, amelynek mágneses mezője körülbelül billiószor erősebb, mint egy hűtőmágnes. 28. április 2020-án elkészítette a heves rádióhullámok kitörése– hasonló az FRB-hez, bár kevésbé erős.

A csillagászok régóta azt jósolták, hogy két neutroncsillag – egy kettős – összeolvad, és létrejön a fekete lyuk rádióhullámok kitörését is előidézheti. A két neutroncsillag erősen mágneses lesz, és a fekete lyukak nem rendelkezhetnek mágneses mezővel. Az ötlet az, hogy a mágneses mezők hirtelen eltűnése, amikor a neutroncsillagok összeolvadnak és fekete lyukba omlanak, gyors rádiókitörést okoz. A változó mágneses mezők elektromos mezőt hoznak létre – a legtöbb erőmű így termel áramot. És a mágneses mezők hatalmas változása az összeomlás idején az FRB intenzív elektromágneses mezőit hozhatja létre.

A dohányzó fegyver keresése

Ennek az ötletnek a tesztelésére Alexandra Moroianu, a Nyugat-Ausztrál Egyetem mesterszakos hallgatója a Lézerinterferométeres Gravitációs Hullám Obszervatórium által észlelt egyesülő neutroncsillagokat keresett.LINK) az USA-ban. A LIGO által keresett gravitációs hullámok a téridő hullámai, amelyeket két hatalmas objektum, például neutroncsillagok ütközése okoz.

A LIGO talált két bináris neutroncsillag egyesülését. Lényeges, hogy a második, ún GW190425, akkor történt, amikor egy új FRB-vadász távcső hívott HARANGJÁTÉK is működőképes volt. Mivel azonban új volt, a CHIME-nek két évig tartott hogy kiadja az első adatcsomagot. Amikor ez megtörtént, Moroianu gyorsan azonosított egy gyors rádióhullást FRB 20190425A amely csak két és fél órával a GW190425 után következett be.

Bármilyen izgalmas volt is, volt egy probléma – a LIGO két detektora közül csak az egyik működött akkoriban, nagyon bizonytalan pontosan honnan jött a GW190425. Valójában öt százalék esély volt arra, hogy ez csak véletlen egybeesés.

Rosszabb esetben a Fermi műhold, amely észlelhette volna az egyesülésből származó gamma-sugarakat – a „füstölgő pisztoly”, amely megerősítette a GW190425 eredetét. blokkolja a Föld akkor.

Nem valószínű, hogy véletlen

A kritikus nyom azonban az volt, hogy az FRB-k nyomon követik az általuk áthaladt gáz teljes mennyiségét. Ezt azért tudjuk, mert a nagyfrekvenciás rádióhullámok gyorsabban haladnak át a gázon, mint az alacsony frekvenciájúak, így a köztük lévő időkülönbség megmondja a gáz mennyiségét.

Mert ismerjük a az univerzum átlagos gázsűrűsége, ezt a gáztartalmat a távolsághoz tudjuk viszonyítani, ami az Macquart reláció. Az FRB 20190425A által megtett távolság pedig majdnem tökéletesen megfelelt a GW190425 távolságnak. Bingó!

Tehát felfedeztük az összes FRB forrását? Nem. Nincs elég egyesülő neutroncsillag az univerzumban ahhoz, hogy megmagyarázza az FRB-k számát – némelyiknek még mindig magnetárokból kell származnia, mint az SGR 1935+2154.

És még a bizonyítékok ellenére is 1 a 200-hoz az esélye, hogy mindez óriási véletlen egybeesés lehet. Azonban a LIGO és két másik gravitációs hullám detektor, Szűz és a KAGRA, lesz kapcsolja vissza idén májusban, és minden eddiginél érzékenyebb legyen, míg a CHIME és más rádióteleszkópok készek azonnal észlelni a neutroncsillagok egyesüléséből származó FRB-ket.

Néhány hónapon belül megtudhatjuk, hogy sikerült-e kulcsfontosságú áttörést elérni – vagy ez csak egy villanás volt.

Clancy W. James szeretne köszönetet mondani Alexandra Moroianunak, a tanulmány vezető szerzőjének; társszerzői, Linqing Wen, Fiona Panther, Manoj Kovalem (Nyugat-Ausztráliai Egyetem), Bing Zhang és Shunke Ai (University of Nevada); és néhai mentora, Jean-Pierre Macquart, aki kísérleti úton igazolta a gáz-távolság összefüggést, amelyet ma róla neveztek el.

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.

Kép: CSIRO/Alex Cherney

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://singularityhub.com/2023/03/30/for-the-first-time-astronomers-have-linked-a-mysterious-fast-radio-burst-with-gravitational-waves/