Kunstnerens indtryk af CSIROs australske SKA Pathfinder (ASKAP) radioteleskop ved at finde et hurtigt radioburst og bestemme dets nøjagtige placering. De optiske teleskoper KECK, VLT og Gemini South sluttede sig til ASKAP med opfølgningsobservationer for at forestille værtsgalaksen.
(Billede: © CSIRO / Andrew Howells)
Astronomer begynder at få varerne på et af de mest mystiske fænomener i universet.
For kun anden gang nogensinde har forskere præciseret placeringen af et hurtigt radioburst (FRB), en super kort eksplosion, der frigiver så meget energi i 1 millisekund, som Jordens sol gør i næsten et århundrede.
Den ensomme, tidligere fastlagte burst, kendt som FRB 121102, er en sjælden "repeater", en der er blusset op flere titalls gange i løbet af de sidste par år. Men den nyfundne eksplosion er medlem af den meget mere almindelige "engangs" -klasse. Dens opdagelse, der blev annonceret i dag (27. juni) i tidsskriftet Science, viser, at disse undvigende dyr kan spores og spores, hvilket potentielt giver astronomer mulighed for endelig at finde ud af, hvad der forårsager dem.
"Dette er det store gennembrud, som feltet har ventet på, siden astronomer opdagede hurtige radioudbrud i 2007," siger studielederforfatter Keith Bannister fra Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO), i en erklæring. (CSIRO er Australiens nationale videnskabsbureau.)
Bannister og hans kolleger fandt FRB ved hjælp af den australske kvadratkilometer Array Pathfinder (ASKAP), et netværk af 36 radioteleskoper ved CSIROs Murchison Radio-astronomy Observatory i Western Australia. De opdagede udbruddet den 24. september 2018, hvilket forklarer dets navn - FRB 180924. (Repeater FRB 121102 blev første gang opdaget i 2012, som du måske nu har formodet.)
Dette var spændende nok, i betragtning af at det samlede antal af kendte FRB'er stod på 85. (Bare to af dem er repeatere.) Men holdet brød ny grund ved at spore deres fund til dets kilde.
Forskerne udviklede en ny teknik, der automatisk genkendte FRB 180924 mindre end 300 millisekunder, efter at udbruddet ramte ASKAP-retterne. En sådan hastighed var essensen, fordi teamet havde brug for at få adgang til data, der blev overskrevet hvert 3. sekund.
Forskerne målte derefter de små forskelle i FRB 180924s ankomsttid ved de 36 ASKAP-skåle ned til ca. 1/100 af et nanosekund. Sammenligning af disse forskelle gjorde det muligt for dem at bestemme burstens kilde på himlen med en nøjagtighed på 0,00002 grader - svarende til bredden af et menneskehår set fra 200 meter væk.
Denne kilde ligger i udkanten af en stor galakse kaldet DES J214425.25−405400.81. Lidt var kendt om denne galakse, så forskerne karakteriserede den ved hjælp af optiske observationer af Keck II-teleskopet på Hawaii og Very Large Telescope og Gemini South-teleskopet, som begge er i Chile.
Undersøgelsesgruppen bestemte, at DES J214425.25−405400.81 ligger omkring 3,6 milliarder lysår fra Jorden. Derudover er galaksen omkring 1.000 gange mere massiv og danner stjerner meget mindre aktivt end dværgen, der er vært for FRB 121102 (som ligger omkring 3 milliarder lysår fra Jorden).
Og FRB 121102 ligger nær midten af sin hjemmegalakse, det område, hvor et supermassivt sort hul sandsynligvis lurer.
Disse forskelle er vigtige, fordi de viser "at FRB'erne kan komme fra et stort udvalg af galakser og miljøer," fortalte Bannister til Space.com via e-mail. "De ser ikke ud til at have brug for meget specielle betingelser for at forekomme."
FRB 180924s placering tilbyder også et par ledetråde om de mystiske processer, der driver FRB'er. For eksempel sagde Bannister, at supermassive sorte huller udelukkes for denne særlige burst, i betragtning af dens betydelige afstand (13.000 lysår) fra den galaktiske kerne.
Faktisk kan den nye undersøgelse anspore til en betydelig gentænkning af FRB-generationen, sagde teammedlemmer.
"Den mest troværdige model for bursts, der er bygget til at forklare repeateren, antyder, at de er produceret af unge magnetars (stærkt magnetiserede neutronstjerner)," fortalte co-forfatter Ryan Shannon fra Swinburne University of Technology i Melbourne til Space.com via e-mail.
"Disse magnetarer er fortrinsvis dannet i bittesmå dværggalakser, som FRB 121102-værten," tilføjede Shannon. "Enten skal modellen lempes for at der kan produceres bursts i en række forskellige miljøer, eller så er der to mekanismer til at producere bursts."
(Der er altid muligheden for, at FRB'er genereres af avancerede civilisationer, selvfølgelig. Men dette er et langskud, som fremmede invokationer har tendens til at være.)
Modellerne bliver stærkere og stærkere, efterhånden som flere og flere FRB'er identificeres ved hjælp af de metoder, der er ført af Bannister og hans team. Og der er også andre spændende implikationer af fundet.
F.eks. Kodes mængden af gas-FRB'er, der kører gennem bursts-signalerne, siger Bannister. FRB 180924s hjemmegalakse har relativt lidt gas, så hovedparten af burstens kodede information blev derfor overført af gas i det intergalaktiske medium.
Den gas, der ligger mellem galakser, er meget vanskelig at studere, fordi den ikke gløder - men astronomer kan nu have en levedygtig måde at se på den.
"Vi har demonstreret, at det er teknisk muligt at fange engangsudbrud, og at de er rene sonder til intergalaktisk medium," sagde Shannon.
"Det næste trin er at se, om andre engangsudbrud ligner FRB 180924 (med oprindelse i massive galakser), eller om de er mere som den første repeater," tilføjede han. "Jeg tror, de vil være som 180924, og vi kan åbne et nyt vindue på den næsten usynlige kosmiske web."
- Forskere finder 13 mystiske dybe rumblitz, inklusive 2. kendte 'repeater'
- Mystiske lysglimt kommer fra Deep Space, og AI er lige fundet mere af dem
- 13 måder at jage intelligente udlændinge på
Mike Walls bog om søgning efter fremmed liv, "Der ude"(Grand Central Publishing, 2018; illustreret af Karl Tate), er ude nu. Følg ham på Twitter @michaeldwall. Følg os på Twitter @Spacedotcom eller Facebook.
