Astronomi detektirali dosad najbliži brzi radio izboj (FRB) – Izvorište mu je spiralna galaksija M 81

Astronomi su ostali začuđeni otkrićem brzog radio izboja koji je došao iz obližnje spiralne galaksije M81.

Brzi radio izboji (FRB)

Brzi radio izboji (FRB) su nepredvidivi, iznimno kratki bljeskovi svjetlosti koji dolaze iz svemira. Astronomi su ih po prvi puta otkrili tek 2007. Promatrati ih se može jedino putem radioteleskopa. Ovi kratki bljeskovi traju tek tisućinku sekundu, no radi se o ogromnoj količini energije, usporedivoj s onom koje Sunce otpusti u cijelom jednom danu.

Na stotine bljeskova događa se svaki dan na nebu, a većina ima izvorište na prilično dalekim mjestima u svemiru. Galaksije iz kojih dolaze radio izboji obično se nalaze na milijardama svjetlosnih godina od Zemlje.

Astronome začudio brzi radio izboj (FRB) s dosad najbližim izvorištem – spiralnom galaksijom M 81

Astronomi su nedavno bili itekako iznenađeni otkrićem brzog radio izboja (FRB) koji je došao iz obližnje spiralne galaksije M 81. Radi se o najbližem takvom signalu kojeg smo dosad imali prilike vidjeti.

U dva rada paralelno objavljena ovog tjedna u časopisima Nature i Nature Astronomy, međunarodni tim astronoma predstavio je zapažanja koja znanstvenike dovode korak bliže rješavanju misterija FRB-ova, no istovremeno postavljajući nove zagonetke. Tim vode Franz Kirsten (Chalmers, Švedska i ASTRON, Nizozemska) i Kenzie Nimmo (ASTRON i Sveučilište Amsterdam).

Znanstvenici su proveli visoko precizna mjerenja ponavljajućeg izboja otkrivenog u siječnju 2020. u zviježđu Velikog medvjeda. “Nastojali smo potražiti tragove podrijetla izboja. Koristeći više radioteleskopa, znali smo da možemo odrediti lokaciju izvora na nebu s iznimnom preciznošću. To nam daje priliku vidjeti kako izgleda lokalno susjedstvo brzog radio izboja (FRB)”, tvrdi Franz Kirsten.

Otkriće

Kako bi proučili izvor u najvećoj mogućoj razlučivosti, znanstvenici su kombinirali mjerenja s teleskopa u Europskoj VLBI mreži (EVN). Kombiniranjem podataka s 12 antena raširenih diljem svijeta, uspjeli su saznati odakle točno dolaze izboji. Mjerenja EVN-a dopunjena su podacima s nekoliko drugih teleskopa, među kojima je i Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) u Novom Meksiku, SAD.

Tijekom analize mjerenja, astronomi su otkrili da ponovljeni radijski bljeskovi dolaze iz prilično neočekivane lokacije. Locirali su izvor bljeskova na rub obližnje spiralne galaksije Messier 81 (M 81), udaljene oko 12 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje. Radi se o najbližem izvoru brzih radio izboja dosad.

Pritom je došlo do još jednog iznenađenja. Naime, lokacija se podudarala s gustim skupom vrlo starih zvijezda, poznatim kao kuglasti skup. “Nevjerojatno je pronaći brze radijske izboje iz kuglastog skupa. Ovo je mjesto u svemiru gdje inače možete pronaći isključivo stare zvijezde. Dublje u svemiru, brzi radio-izboji obično su pronađeni na mjestima gdje su zvijezde značajno mlađe. Ovdje se radilo o nečem drugačijem.”, objašnjava Kenzie Nimmo.

Magnetari i bijeli patuljci

Na mjestima gdje se nalaze velike mlade zvijezde, česte dolazi do eksplozije koje za sobom ostavljaju izrazito magnetizirane ostatke. Znanstvenici su smatrali da se brzi radijski izboji mogu stvoriti u objektima poznatim kao magnetari. Magnetari su izuzetno gusti ostaci zvijezda koje su eksplodirale te su jedni od najmoćnijih poznatih ‘magneta’ svemira. “Očekivali bismo da su magnetari sjajni i novi te da definitivno nisu okruženi starim zvijezdama. Dakle, ako je ovo što ovdje gledamo stvarno magnetar, onda on nije nastao od mlade zvijezde koja je eksplodirala. Morao je nastati na neki drugi način”, smatra član tima Jason Hessels, sa Sveučilišta Amsterdam i ASTRON.

Znanstvenici vjeruju da je izvor radio bljeskova objekt koji, iako se pretpostavljalo da postoji, nikad prije nije bio viđen. Radi se o magnetaru koji nastaje nakon što bijeli patuljak postane dovoljno masivan da se uruši pod vlastitom težinom.

Obične zvijezde poput Sunca s vremenom stare i pretvaraju se u male, guste i svijetle objekte zvane bijeli patuljci. Mnoge zvijezde u jatu žive zajedno u binarnim sustavima. Od desetak tisuća zvijezda u jatu, nekoliko se približi dovoljno da jedna zvijezda počne skupljati materijal od druge. To može dovesti do scenarija poznatog kao “kolaps izazvan akrecijom”, objašnjava Kirsten. “Ako jedan od bijelih patuljaka preuzme dovoljno mase svog suputnika, može se pretvoriti u još gušću zvijezdu, poznatu kao neutronska zvijezda. To je rijetka pojava, ali u skupu drevnih zvijezda to je najjednostavniji način stvaranja brzih radio izboja”, smatra član tima Mohit Bhardwaj sa Sveučilišta McGill, Kanada.

https://kozmos.hr/uzorci-u-svemirskim-signalima/

Iznimno kratki bljeskovi

Pomnijom analizom podataka, astronomi su došli do još jednog iznenađenja. Neki od bljeskova bili su mnogo kraći nego što se može očekivati. “Bljeskovi su treperili na samo nekoliko desetaka nanosekundi. To nam govori da moraju dolaziti iz prilično malenog volumena u svemiru, manjeg od nogometnog igrališta i možda samo nekoliko desetaka metara u dužini”, izjavio je Kenzie Nimmo.

Slični su signali prethodno viđeni s jednog od najpoznatijih objekata na nebu, pulsara Rak (PSR B0531+21). Radi se o malom gustom  ostatku eksplozije supernove koji je viđen sa Zemlje 1054. godine poslije Krista, u zviježđu Bik. Magnetari i pulsari različite su vrste neutronskih zvijezda – super-gustih objekata s jakim magnetskim poljem koji pritom sabijaju masu našeg Sunca u volumen veličine manjeg grada. “Neki od signala koje smo mjereli, prilično su kratki, ali također izuzetno snažni, slično kao i signali koji dolaze s pulsara Rak. To nam sugerira da doista gledamo magnetar premda se nalazi na mjestu na kojem magnetari dosad nisu viđeni”, ustvrdio je Kenzie Nimmo.

“Ovi brzi radio izboji (FRB) pružaju nam novi i neočekivani uvid u to kako zvijezde žive i umiru.“ Dodao je Franz Kirsten.

https://kozmos.hr/astronomi-uocili-tajanstveni-izvor-energije-drugaciji-od-svega-sto-smo-dosad-vidjeli/

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

–t.me/kozmoshr

Izvori:

F. Kirsten et al. A repeating fast radio burst source in a globular cluster. Nature, 2022; 602 (7898): 585 DOI: 10.1038/s41586-021-04354-w

K. Nimmo et al. Burst timescales and luminosities as links between young pulsars and fast radio bursts. Nature Astronomy, 2022; DOI: 10.1038/s41550-021-01569-9

Chalmers University of Technology. “Cosmic flashes pinpointed to a surprising location in space.” ScienceDaily. ScienceDaily, 23 February 2022.