Astronomowie prześledzili utrzymujące się emisje niektórych szybkich rozbłysków radiowych osocze bąbelki, pogłębiając naszą wiedzę na temat tych kosmicznych zjawisk.
To nowe odkrycie sugeruje, że emisje te mogą być napędzane przez magnetary lub układy podwójne gwiazd, co stanowi znaczący krok w rozszyfrowaniu najbardziej tajemniczych sygnałów wszechświata.
Odkrywanie mechanizmów odpowiedzialnych za szybkie impulsy radiowe
Narodowe Obserwatorium Radioastronomiczne (NRAO) amerykańskiej Narodowej Fundacji Naukowej (NSF) i bardzo duża macierz Karla G. Jansky’ego (VLA) odegrały kluczową rolę w identyfikacji źródeł trwałych emisji obserwowanych w niektórych szybkich rozbłyskach radiowych (FRB). Międzynarodowy zespół astronomów wykazał, że to trwałe promieniowanie pochodzi z bańki plazmowej, dostarczając nowego wglądu w tajemnicze siły napędzające te kosmiczne wydarzenia. Te przełomowe odkrycia opisano szczegółowo w czasopiśmie Natura.
Szybkie rozbłyski radiowe, odkryte po raz pierwszy nieco ponad dziesięć lat temu, należą do najbardziej intensywnych i zagadkowych zjawisk we wszechświecie, uwalniając ogromne ilości energii w ciągu milisekund. Pomimo szeroko zakrojonych badań dokładne procesy wyzwalające te wybuchy nadal nie są w pełni poznane. Czasami jednak po szybkim błysku FRB następuje słabsza, trwała emisja radiowa.
Odkrywanie pochodzenia trwałych emisji FRB
Nowe badanie, prowadzone przez naukowców z Włoskiego Narodowego Instytutu Astrofizyki (INAF) i angażujące współpracowników z instytucji na całym świecie, skupiało się na FRB20201124A. Ten konkretny rozbłysk, zlokalizowany w odległości około 1,3 miliarda lat świetlnych od Ziemi, zapewnił zespołowi bezprecedensowe dane dzięki NSF VLA, obecnie najczulszemu radioteleskopowi na świecie.
Obserwacje przeprowadzone przez NSF VLA pozwoliły zespołowi zweryfikować, czy za trwałą emisję obserwowaną w połączeniu z FRB odpowiada pęcherzyk plazmy. Potwierdza to model teoretyczny przewidujący takie pochodzenie.
Dane sugerują, że silnikiem napędzającym te FRB może być magnetar (silnie namagnesowany gwiazda neutronowa) lub układ podwójny promieniowania rentgenowskiego o dużej akrecji, w którym intensywne wiatry z magnetara lub proces akrecji układu podwójnego tworzą tę bańkę plazmy. Trwała emisja związana z FRB20201124A jest najsłabszą, jaką kiedykolwiek wykryto dla FRB, co rozszerza znany zakres tych emisji o dwa rzędy wielkości.
Wnioski z obserwacji w wysokiej rozdzielczości
Gabriele Bruni, badaczka INAF i główna autorka artykułu, wyjaśnia: „Nasze obserwacje potwierdzają, że trwałe emisje radiowe z FRB zachowują się zgodnie z oczekiwaniami z modelu emisji mgławicowych, wskazując bańkę zjonizowanego gazu otaczającą centralny silnik. Pozwala nam to lepiej zrozumieć fizyczny związek pomiędzy silnikiem FRB a otaczającą mgławicą.”
Luigi Piro, badacz INAF i współautor badania, dodaje: „Ta kampania badawcza, prowadzona w wyższej rozdzielczości przestrzennej za pomocą VLA, w połączeniu z obserwacjami w różnych pasmach za pomocą interferometru NOEMA i Gran Telescopio Canarias, pozwoliła nam zrekonstruować kompleksowy obraz galaktyki macierzystej i potwierdzają obecność kompaktowego źródła radiowego – bąbla plazmowego FRB – w obszarze gwiazdotwórczym.”
Zaawansowane możliwości NSF VLA odegrały kluczową rolę w odróżnieniu słabej, zwartej emisji od otaczającej emisji rozproszonej, zapewniając spostrzeżenia, których nie udało się uzyskać w poprzednich badaniach.
Więcej o tym odkryciu:
Odniesienie: „Mgławicze źródło trwałej emisji radiowej szybkich rozbłysków radiowych” autorstwa Gabriele Bruni, Luigi Piro, Yuan-Pei Yang, Salvatore Quai, Bing Zhang, Eliana Palazzi, Luciano Nicastro, Chiara Feruglio, Roberta Tripodi, Brendan O’Connor , Angela Gardini, Sandra Savaglio, Andrea Rossi, Ana M. Nicuesa Guelbenzu i Rosita Paladyn, 7 sierpnia 2024, Natura.
DOI: 10.1038/s41586-024-07782-6
