Lumina polarizată oferă o nouă perspectivă asupra exploziilor radio rapide misterioase

CHIME-ing in —

Oamenii de știință au analizat modul în care polarizarea și-a schimbat direcția pentru a afla mai multe despre origini.

Astronomii s-au încurcat cu privire la originile misterioase rafale radio rapide (FRB) de când prima a fost observată în 2007. Cercetătorii au acum prima privire asupra FRB-urilor care nu se repetă, adică a celor care au produs doar o singură explozie de lumină până în prezent. . Autorii lui a hârtie nouă publicat în The Astrophysical Journal a analizat în mod specific proprietățile luminii polarizate care emite de la aceste FRB, oferind o perspectivă suplimentară asupra originilor fenomenului. Analiza susține ipoteza că există origini diferite pentru FRB-uri repetate și nerepetate.

„Acesta este o nouă modalitate de a analiza datele pe care le avem despre FRB. În loc să ne uităm doar la cât de strălucitor este ceva, ne uităm și la unghiul undelor electromagnetice vibrante ale luminii.” a spus coautorul Ayush Pandhi, student absolvent la Institutul Dunlap pentru Astronomie și Astrofizică de la Universitatea din Toronto. „Îți oferă informații suplimentare despre cum și unde este produsă acea lumină și prin ce a trecut ea în călătoria sa către noi de-a lungul a multe milioane de ani lumină.”

La fel de am raportat anteriorFRB-urile implică a explozie bruscă de radiații cu frecvență radio care durează doar câteva microsecunde. Astronomii au peste o mie dintre ele până în prezent; unele provin din surse care emit în mod repetat FRB-uri, în timp ce altele par să explodeze o dată și să tacă. Puteți produce acest tip de creștere bruscă a energiei distrugând ceva. Dar existența surselor repetate sugerează că cel puțin unele dintre ele sunt produse de un obiect care supraviețuiește evenimentului. Acest lucru a condus la concentrarea asupra obiectelor compacte, cum ar fi stelele neutronice și găurile negre – în special o clasă de stele neutronice numite magnetari – ca surse probabile.

De asemenea, au fost detectate multe FRB-uri care nu par să se repete deloc, sugerând că condiţiile care le produc le pot distruge sursa. Asta e consistent cu un blitzar– un eveniment astronomic bizar cauzat de prăbușirea bruscă a unei stele neutronice prea masive. Evenimentul este condus de o fuziune anterioară a două stele neutronice; aceasta creează o stea neutronică intermediară instabilă, care este împiedicată să se prăbușească imediat prin rotirea sa rapidă.

Într-un blitzar, câmpurile magnetice puternice ale stelei cu neutroni îi încetinesc rotirea, făcând-o să se prăbușească într-o gaură neagră la câteva ore după fuziune. Această prăbușire șterge brusc dinamul care alimentează câmpurile magnetice, eliberând energia lor sub forma unei explozii radio rapide.

Deci, evenimentele pe care le-am adunat împreună ca FRB ar putea fi de fapt produsul a două evenimente diferite. Evenimentele repetate au loc în mediul din jurul unui magnetar. Evenimentele one-shot sunt declanșate de moartea unei stele neutronice puternic magnetizate în câteva ore de la formarea sa. Astronomii au anunțat detectarea a unui posibil blitzar potențial asociat cu un FRB anul trecut.

Doar aproximativ 3 la sută dintre FRB sunt de tip repetat. Potrivit lui Pandhi, aceasta este prima analiză a celorlalte 97 la sută din FRB-uri care nu se repetă, folosind date din Canada. Instrument CHIME (Experimentul canadian de cartografiere a intensității hidrogenului). CHIME a fost construit pentru alte observații, dar este sensibil la multe dintre lungimile de undă care alcătuiesc un FRB. Spre deosebire de majoritatea radiotelescoapelor, care se concentrează pe puncte mici de pe cer, CHIME scanează o zonă imensă, permițându-i să identifice FRB-uri, chiar dacă nu se întâmplă aproape niciodată în același loc de două ori.

Pandhi și colab. a decis să investigheze modul în care direcția polarizării luminii de la 128 de FRB-uri care nu se repetă se schimbă pentru a afla mai multe despre mediile în care au provenit. Echipa a descoperit că lumina polarizată de la FRB-uri care nu se repetă se schimbă atât cu timpul, cât și cu diferite culori de lumină. Ei au ajuns la concluzia că acest eșantion special de FRB-uri care nu se repetă este fie o populație separată, fie versiuni mai evoluate ale acestor tipuri de FRB care fac parte dintr-o populație care își are originea în medii mai puțin extreme, cu rate mai mici de explozie. Acest lucru este în concordanță cu ideea că FRB-urile care nu se repetă sunt destul de diferite de FRB-urile lor mai rare care se repetă.

The Astrophysical Journal, 2024. DOI: 10.3847/1538-4357/ad40aa (Despre DOI).