Nouă rafală radio rapidă găsită în zonă care nu ar trebui să aibă surse

Mărește / Impresia artistică a unei explozii de înaltă energie de la suprafața unui magnetar.

Exploziile radio rapide au fost o enigmă când au fost observate pentru prima dată. La început, fiecare FRB a urmat același model: o explozie uriașă de energie în lungimile de undă radio care a durat mai puțin de o secundă, apoi explozia a dispărut, să nu se repete niciodată. Inițial, am bănuit că FRB-urile ar putea fi probleme hardware la detectoarele noastre, dar, în timp, reapariția exploziilor ne-a convins că sunt reale.

De atunci, ne-am identificat surse de explozii repetate și a asociat FRB-urile cu o sursă care produce energie în afara domeniului radio. În cele din urmă ne-a ajutat să arătăm cu degetul dintr-o singură sursă: magnetare sau stele neutronice care au câmpuri magnetice extrem de puternice.

Acum realitatea a dispărut și a dat o cheie în această explicație simplă și drăguță. O nouă sursă repetată de FRB a fost identificată și se află într-un loc unde nu ne-am aștepta să găsim magnetare. Aceasta nu înseamnă că sursa nu este a unui magnetar, dar trebuie să recurgem la explicații neobișnuite pentru formarea lui.

Neutroni care se rotesc

Un magnetar este o formă de stea neutronică, adică ceea ce rămâne după prăbușirea unei stele suficient de masivă pentru a genera o supernovă, dar nu suficient de masivă pentru a forma o gaură neagră. Pe măsură ce acest reziduu este comprimat într-o supă de neutroni, materia unei stele neutronice se micșorează până când are doar aproximativ 20 de kilometri în diametru. Acest obiect compact moștenește toată energia de rotație a stelei părinte, făcându-l să se rotească într-un ritm rapid, adesea ajutat de adăugarea de material din împrejurimile sale.

READ  O casă prea bună este rea pentru împerecherea panda, spun oamenii de știință | Comportamentul animalelor

În multe cazuri, această rotație rapidă are ca rezultat pulsari, stele neutronice ale căror surse de radiație par să clipească rapid în timp cu rotația stelei. În altele, steaua cu neutroni ajunge să aibă un câmp magnetic puternic, ceea ce o face un magnetar. Liniile intense ale câmpului magnetic ale unui magnetar sunt conduse de rotația acestuia, creând adesea interacțiuni de mare energie cu mediul înconjurător.

Dar aceste fenomene de înaltă energie tind să nu dureze mult, cel puțin în termeni astronomici. Toate aceste interacțiuni energetice cu mediul fac ca steaua neutronică să piardă energie, încetinind rotația sa și reducând intensitatea luminii pe care o produce. De exemplu, se crede în general că magnetarele au o durată de viață de numai 10.000 de ani înainte de a se estompa într-o existență mai calmă.

În plus, supernova care formează magnetari apare în stele relativ tinere, de obicei vechi de doar câteva milioane de ani.

Această combinație – moartea stelară timpurie și durata scurtă de viață a magnetarului – înseamnă că ne așteptăm să vedem magnetari doar în zonele cu o abundență de stele tinere. Populațiile de stele mai vechi ar fi trebuit să vadă magnetari formându-se și dispărând cu miliarde de ani mai devreme.

De unde a venit?

Noua activitate, realizată de o echipă internațională mare, urma să urmărească descoperirea unei alte surse FRB care se repetă, numită FRB 20200120E. Pentru a identifica unde se afla FRB 20200120E, echipa a apelat la puterea de rezoluție a Rețelei de interferometrie de bază foarte lungă a Europei, care poate folosi până la 22 de telescoape. împrăștiate în lume. Echipa a reușit să obțină suficient de aceste telescoape îndreptate către sursa care se repetă pentru a imaginea cinci FRB-uri individuale.

READ  Franța, Republica Cehă și altele fac presiuni pentru energia nucleară în UE ...

În modul în care funcționează reconstrucția datelor de la aceste telescoape diferite, o singură explozie nu ne va oferi o locație precisă. În schimb, pot fi identificate o serie de locații posibile. Combinând locațiile care corespund fiecăreia dintre aceste explozii, cercetătorii au reușit să furnizeze o locație probabilă pentru sursa FRB.

Această sursă s-a dovedit a fi un grup globular de stele din galaxia M81 din apropiere. Pe baza incertitudinii rămase cu privire la locația FRB 20200120E și frecvența clusterelor globulare din M81, echipa de cercetare estimează că șansele ca FRB 20200120E să nu se afle în acest cluster globular sunt doar de aproximativ 1 la 10.000.

Căutarea acestei locații nu a dezvăluit nicio sursă persistentă de semnale radio. Nicio sursă de înaltă energie, bazată pe cercetările folosind telescoape cu raze X și gama, nu au fost găsite. Deci nu există niciun obiect evident de înaltă energie acolo.

Ce e vechi este din nou nou?

Locul ăsta e ciudat. Grupurile globulare sunt cel mai bine cunoscute pentru că sunt formate din populații de stele vechi. Este puțin probabil să fi existat supernove care formează stele neutronice de miliarde de ani. Deci asta ar trebui probabil să excludă prezența unui magnetar, nu?

Nu in intregime. O mână de mecanisme ar putea produce un magnetar fie fără supernovă, fie mult timp după ce a apărut. Aceste mecanisme se bazează în principal pe o stea însoțitoare din apropiere. Dacă însoțitorul este o stea normală, poate furniza materie unei stele pitice albe până când pitica se prăbușește într-o stea neutronică. Sau diferite combinații de pitice albe și stele neutronice pot fuziona, producând și o stea neutronică. În cele din urmă, știm că un însoțitor normal poate „învârti” o stea neutronică tăcută anterior, hrănindu-i cu materie.

READ  Cantitatea de căldură prinsă de Pământ s-a dublat în doar 15 ani, se arată în studiu

Oricare dintre aceste procese ar putea produce un magnetar într-o populație de stele antice. Ce proces – dacă este cazul – a avut loc de fapt la FRB 20200120E poate fi dificil de determinat, având în vedere absența aparentă a oricărei activități neexplodate la fața locului.

Oricum, descoperirea sugerează că, dacă magnetarele ar fi sursa tuturor FRB-urilor, ne-am putea aștepta să le vedem într-o gamă mult mai largă de medii decât ar fi fost prezis înainte de această descoperire. Și s-ar putea să nu dorim să excludem încă luarea în considerare a surselor nemagnetice.

Natura, 2022. DOI: 10.1038/s41586-021-04354-w (Despre DOI).

Faci un comentariu sau dai un răspuns?

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *