Az óriástávcsövet is próbára tette a hatalmas erejű kitörés

2019.01.09. 22:08

Másodszor is sikerült ismétlődő rádiókitörést észlelni, a felfedezés egy kanadai kutatócsoporthoz köthető.

Világegyetemünket láthatatlan elektromágneses hullámok „színes” kavalkádja szövi át: rádióhullámok, mikrohullámok cikáznak a világűr sötétjében, a szignálok forrásai leggyakrabban napkitörések, távoli, összeomló csillagok haláltusája, mágneses mezők által kibocsátott jelek vagy aktív fekete lyukak. Léteznek azonban olyan elektromágneses hullámok, amiket valóságos rejtély övez: olyan hatalmas energiájú kitörések szelik át az univerzumot, amelyek eredete mindmáig ismeretlen.

A gyors rádiókitörések (vagy rövidítve egyszerűen csak FRB-k) pontosan ilyen asztrofizikai jelenségek. A tudósok csak 2007 óta ismerik őket, rendszerint több milliárd fényév távolságból érkeznek, származásukat pedig egészen napjainkig homály fedi, nem véletlenül: egy szempillantásnál is jóval rövidebben és látszólag rendszertelenül villannak fel az égbolton, rövidségük miatt nagyon nehéz meghatározni pontos eredetüket.

Napjainkig nagyjából 60 FRB-t sikerült „elkapni”, ám ismétlődő mindössze egyetlenegyszer, 2015-ben akadt horogra. E jelet még a Puerto Ricó-i Arecibo Obszervatórium csípte el.

Az Arecibo Obszervatórium Puerto RicóbanForrás: NASA

„Egészen mostanáig csupán egy ismétlődő FRB-t ismertünk. Az, hogy most egy újabbnak a létezéséről szereztünk tudomást, azt sugallja, hogy még számtalan ilyen jel létezhet odakint. Amennyiben még több ismétlődő kitörést és azok forrásait tudnánk felkutatni, végre megérthetnénk ennek a kozmikus kirakósnak a megoldását – írta a kiadott közleményben Ingrid Stairs, a Brit-Kolumbiai Egyetem asztrofizikusa.

Bár egy laikus szemével nézve a gyors rádiókitörések ritka eseményeknek számítanak, nagy valószínűséggel koránt sincs így, napi rendszerességgel több ezer ilyenfajta szignál érheti a Földet, egyszerűen nincsenek olyan fejlettségű eszközeink, amikkel detektálhatnánk mindegyiket.

A világ legnagyobb jelfeldolgozója

A legújabb jel megtalálása a CHIME (teljes nevén Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) rádióteleszkóp-hálózat érdeme. A 16 millió dollárból épített forradalmi kutatóeszközt 2017-ben indították el, kifejlesztésében és működtetésében 50 kanadai kutató vesz részt. A rendszer több ezer antennából áll, ezek fürkészik az égboltot rádiójelek után kutatva. A szignálokat egy nagy jelfeldolgozó rendszer rögzíti és összegzi.

A CHIME jelfeldolgozó rendszere a legnagyobb az összes földi teleszkópé közül, lehetővé teszi, hogy az ég nagy területét egyidejűleg tanulmányozni tudjuk – magyarázta Kendrick Smith, a távcső működtetésében részt vevő kutatók egyike.

A CHIME rendszereForrás: CHIME

A CHIME-t eredetileg arra tervezték, hogy a világegyetem korai időszakából (6-11 milliárd évvel ezelőttről) származó ősi rádióhullámokat érzékelni lehessen. A körülbelül 1,5 milliárd fényév távolságból érkező ismétlődő FRB egyike volt annak a 13 rádiókitörésnek, amit a kutatóeszköz 2018 nyarán észlelt, mindezt úgy, hogy közben nem üzemelt teljes intenzitással. Aztán néhány héttel később az egyik FRB újra „hallatott magáról”, és ismét egy jelet küldött a Föld irányába.

Meglepően alacsony frekvenciájúak a jelek

Mielőtt a CHIME elkezdett volna adatokat gyűjteni, a kutatók kételkedtek abban, hogy az obszervatórium detektálni tudná a gyors rádiókitöréseket. A korábban felfedezett FRB-k ugyanis mind 1400 MHz körüli frekvencián mozogtak, a kanadai teleszkóprendszer ugyanakkor csak 400 MHz és 800 MHz közötti frekvenciatartományra érzékeny.

Éppen emiatt meglepetésként hatott, hogy a 2018 nyarán rögzített FRB-k mind alacsony frekvenciájuk voltak, éppen csak elérik a 400 MHz-es alsó határt; sőt, arra utaló jelek is vannak, hogy ennél alacsonyabb frekvenciájú kitörések is történnek az űr távoli szegleteiben.

Forrás: Danielle Futselaar

Az FRB 180814.J0422+73 katalógusjelű ismétlődő rádiókitörés alacsony frekvenciája arra utal, hogy a jelenség extrém fényes volt, forrása pedig elképzelhetetlenül nagy energiát bocsátott ki magából valahol a kozmosz egy távoli zugában.

Különleges helyen találhatóak a források

A legnagyobb kérdés, hogy mik azok a távoli objektumok, amik sugározzák magukból a rádiójeleket.

A 13 FRB túlnyomó többsége erős szóródást mutatott, ami elárulhatja, milyen környezetben találhatóak meg a rádióhullám-források. A szóródás mértéke alapján a CHIME kollaboráció tagjai arra a következtetésre jutottak, hogy az FRB-ket küldő források olyan nagy energiájú objektumok, amik különleges közegben helyezkednek el.

Ez lehet egy szupernóva-maradvány anyagának sűrű felhalmozódása, vagy egy galaxis központi fekete lyukának közelsége. Annyi biztos, hogy csak egy egyedi környezet okozhatja azt a szóródást, amit láttunk – fejtette ki a Torontói Egyetem asztrofizikusa Cherry Ng.

Forrás: CHIME Collaboration

A tanulmányt részletesebben a Nature magazin január 9-én megjelenő számában, valamint az ugyanekkor megrendezésre kerülő Amerikai Csillagászati Társaság seattle-i konferenciáján ismertetik.