Gökbilimciler, hızlı radyo patlaması yerelleştirmelerinde bir devrim için hazırlandı

Dünyanın dört bir yanındaki radyo astronomları, hızlı radyo patlamalarını (FRB'ler) yerelleştirme yeteneklerinde bir dönüşüm için kendilerini hazırlıyorlar. Yıl sonundan önce, bir dizi FRB-avcı teleskopunda yapılacak yükseltmelerin, FRB'lerin ev sahibi galaksilere yerelleşme oranını bir büyüklük mertebesinden daha fazla artırması bekleniyor - potansiyel olarak evren anlayışımızda devrim yaratacak.

İlk olarak 2007'de keşfedilen FRB'ler, birkaç milisaniyeden daha kısa süren yoğun radyo dalgası patlamalarıdır. İki ana tipte gelirler: tekrar eden veya etmeyen kaynaklardan. Ancak tespit edilen yaklaşık 1000 FRB'den yalnızca yaklaşık %3'ünün tekrar ettiği gösterildi.

Çok kısa sürdükleri için takip gözlemlerini planlamak imkansızdır, bu da FRB'lerin nereden geldiğini bulmayı zorlaştırır. Bir FRB'nin geldiği her an konumunu yakalamak için tüm cihazların hazır olması gerekir. Gerçekten de, yakın zamana kadar, astronomlar zar zor yerelleştirdiler. iki düzine FRB.

Çoğu FRB'nin galaksi dışı kökenleri olsa da, son zamanlarda galakside bir galaktik FRB tespit edildi. 2020'de Samanyolu bir magnetardan - büyük bir manyetik alana sahip bir nötron yıldızı. Bununla birlikte, FRB'lerin "dağılma ölçüsü" (DM) adı verilen bir faktör sayesinde kozmoloji için yararlı olduğu ortaya çıktı. DM'nin ölçülmesi, gökbilimcilerin FRB'nin görüş hattı boyunca serbest elektron sayısını hesaplamasına ve böylece evrendeki elektron yoğunluğunu doğrudan belirlemesine olanak tanır.

Münih'teki Ludwig Maximilian Üniversitesi'nden bir kozmolog olan Steffen Hagstotz, "Bu elektronları gözlemlemek zor olabilir, çünkü çoğu çok dağınık gaz halindedir" diyor. "Bu anlamda FRB'ler, bize çoğunlukla karanlık maddenin dağılımı hakkında bilgi veren zayıf mercekleme gibi diğer sondaları gerçekten tamamlayıcı nitelikte. Her ikisini de inceleyerek, sıradan maddenin kozmolojik ölçeklerde karanlık maddeyi nasıl izlediği hakkında daha fazla şey öğrenebiliriz.”

Hubble sabiti olarak adlandırılan, evrenin günümüzdeki genişleme hızının çeşitli çelişkili ölçümleri de vardır. Bu "Hubble gerilimini" uzlaştırmak, modern kozmolojideki en acil konular. FRB'ler, kırmızıya kayma-dağılım ölçüsü ilişkisini inceleyerek Hubble sabitini belirlemek için alternatif bir yol sunar. Hagstotz son zamanlarda bir çalışmanın ortak yazarlığını yaptı Hubble sabitini rekabetçi bir şekilde ölçmek için yalnızca yaklaşık 500 yerelleştirilmiş FRB'den oluşan bir örneğin yeterli olacağını bulmak.

Harika bir fikir

Yerelleştirilmiş FRB'lerin mevcut kıtlığı, dünya çapında radyo astronomlarından oluşan ekipleri tesislerinin performansını kısmaya teşvik etti. FRB yarışını California Teknoloji Enstitüsü'nden Vikram Ravi başlattı. Amerikan Astronomi Topluluğu yepyeni ile 30 yeni FRB'nin yerelleştirildiğini duyurduğunda Ocak ayında toplanıyor. Derin Sinoptik Dizi (DSA) Kaliforniya'da. 2022'de devreye alınması sırasında DSA, sonunda sahip olacağı 63 antenden yalnızca 110'ünü kullanarak haftada birden fazla patlama tespit etti.

DSA, radyo teleskopları arasında bloktaki yeni çocuksa, o zaman Kare Kilometre Dizilimi Yol Bulucu (ASKAP) Batı Avustralya'da zaten tanıdık bir yüz. Commensal Real-Time ASKAP Fast Transients Survey (CRAFT) programı ilk olarak 2017'de FRB'leri ark saniyesinin altında doğrulukla yerelleştirmeye başladı ve FRB ana galaksilerini incelemek için. CRAFT, diğer gözlemlerle paralel olarak radyo geçişleri için 30 kare derecelik görüş alanını eşzamanlı olarak tarayan bir FRB arama hesaplama kümesi kullanarak ASKAP'a bindiriyor.

CRAFT şimdiye kadar 36 parabolik çanaktan gelen sinyalleri tutarsız bir şekilde toplayarak çalıştı, ancak bu durum CRACO adlı bir yükseltme ile değişmek üzere. Tutarsız toplama, duyarlılığı tabak sayısının karekökü oranında artırırken, tutarlı toplamanın hassasiyeti, hassasiyeti tabak sayısıyla doğrusal olarak artırır.

Bununla birlikte, tutarlı arama, 65,000 kat daha fazla veri işleme gücü gerektirir; bu, aletin bilgisayar kümesinde yapılan 1 milyon A$'lık bir yükseltmeyle mümkün olan bir başarıdır. ASKAP'ı işleten Avustralya'nın Commonwealth Bilimsel ve Endüstriyel Araştırma Organizasyonu'nun baş araştırma mühendisi Keith Bannister, "CRACO, ASKAP'ta kullandığımız mevcut FRB tespit sisteminden 5 kat daha hassas olacak" diyor.

2 milyar Euro'luk Kilometre Kare Dizisi için inşaat devam ediyor

CRACO, bir gökyüzü filmi yaparak ve bu filmde bir FRB arayarak çalışır. Bannister, "Görüntü boyutu 2.5 milyon piksel - tam HD videoya benzer" diye ekliyor. "Saniyede 1000 kez, 1000 farklı DM denemesi deniyoruz, saniyede toplam 1 milyon görüntü - saniyede yaklaşık 25 trilyon piksel."

CRACO şu anda üç aylık bir devreye alma döneminden geçiyor ve yıl sonuna kadar tüm küme kurulduğunda ASKAP'ın algılama oranının 10 ila 20 kat artarak haftada birkaç FRB bulacağı beklentisiyle.

ASKAP, daha fazla FRB tespit etmek için hassasiyet sınırını zorlarken, Kanada Hidrojen Yoğunluğu Haritalama Deneyi (CHIME) Britanya Kolumbiyası'nda, 200 kare derecelik şaşırtıcı görüş alanı sayesinde şimdiden günde birkaç FRB algılama lüksüne sahip. Ancak, CHIME'ın düşük çözünürlüğü, FRB'leri yalnızca yakın galaksilerden güvenilir bir şekilde yerelleştirebileceği anlamına gelir. CHIME'deki mühendisler, CHIME teleskobunun aynı ancak küçültülmüş versiyonları olan sözde “payanda ayakları” inşa ederek çözünürlük sınırındaki performansı artırmayı seçtiler.

"CHIME/FRB projesinin payanda yükseltmesi üç mini-CHIME'den oluşuyor" diyor Ziggy Pleunis Toronto Üniversitesi'nden. British Columbia, West Virginia ve California merkezli bu payandalar, CHIME'den 100-3300 km uzağa yayılmıştır ve CHIME'a yaklaşık 50 miliyay saniyelik bir çözünürlük sağlayarak, FRB'leri ev sahibi gökadalarının içinde saptamasını sağlar.

Pleunis'e göre payandalar üzerindeki çalışmalar hızla ilerliyor: "İkisi zaten inşa edildi ve donatıldı ve şimdi üçüncü saha için zemin tesviye ediliyor." Britanya Kolumbiyası'ndaki denge ayağı halihazırda hizmete alınıyor ve hatta veri topluyor ve Pleunis, amacın bu yıl üç teleskopun da çalışır durumda olması olduğunu ekliyor. yenilerini tespit etmek. "O zaman umarım FRB'leri yerelleştirmeye hızla başlayabiliriz" diye ekliyor.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• Plato blok zinciri. Web3 Metaverse Zekası. Bilgi Güçlendirildi. Buradan Erişin.
• Adryenn Ashley ile Geleceği Basmak. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/astronomers-braced-for-a-revolution-in-fast-radio-burst-localizations/