Canadiske forskere, der bruger CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment), har fundet 13 FRB'er (Fast Radio Bursts), inklusive den anden nogensinde gentagne. Og de tror, de vil finde endnu mere.
CHIME er et innovativt radioteleskop i Okanagan Valley-regionen i British Columbia, Canada. Det blev afsluttet i 2017, og dets mission er at fungere som en slags tidsmaskine. CHIME vil hjælpe astronomer med at forstå universets form, struktur og skæbne ved at måle sammensætningen af mørk energi.
CHIMEs unikke design gør det også velegnet til at opdage hurtige radioudbrud.
Hurtige radioudbrud er begivenheder med høj energi ud i rummet, som vi registrerer som en kortvarig puls af radiobølger. De varer normalt kun et par millisekunder. Forskere er ikke helt sikre på, hvad deres oprindelse er, selvom det bestemt er uden for Mælkevejen. Nogle af de foreslåede kilder er sorte huller eller hurtigt roterende neutronstjerner.
"Vi har ikke løst problemet, men det er flere stykker i puslespillet."
Tom Landecker, CHIME-teammedlem, National Research Council
”Indtil nu var der kun en kendt gentagende FRB. At vide, at der er en anden, antyder, at der kunne være flere derude. Og med flere repeatere og flere kilder, der er tilgængelige til undersøgelse, kan vi muligvis forstå disse kosmiske puslespil - hvor de er fra, og hvad der forårsager dem, ”sagde Ingrid Stairs, medlem af CHIME-teamet og en astrofysiker ved UBC.
CHIME-observatoriet har et unikt design. I modsætning til andre teleskoper, der har bevægelige monteringer, der giver dem mulighed for at flytte og studere specifikke objekter i rummet, er CHIME statonar. CHIME sidder stille, mens himlen bevæger sig over hovedet. Den kortlægger hele den nordlige halvkugle hver dag, hvilket betyder, at den sandsynligvis vil opdage flere af disse fænomener.
CHIME er lavet af 1024 tilpassede mobiltelefonmodtagere i fire 100 meter halvcylindre eller ”halvrør”, der alle fungerer sammen som et stort interferometer. De har forbindelse til en supercomputer, der behandler alle data.
Trapper mener, at CHIME vil finde flere gentagne FRB'er. Når de er fundet, kan andre teleskoper undersøge, hvor de stammer fra, efter spor til deres natur.
"Med CHIME, der kortlægger hele den nordlige halvkugle hver dag, er vi nødt til at finde flere repeatere over tid," sagde Stairs. ”At vide, hvor de er, giver forskere mulighed for at rette deres teleskoper mod dem og skabe en mulighed for at studere disse mystiske signaler i detaljer.”
Oprindelsen af hurtige radio bursts er stadig ikke kendt. Mens nogle forskere antyder, at de er forårsaget af katastrofale begivenheder, synes opdagelsen af gentagne FRB'er at eliminere denne idé.
”Vi er meget glade for at se, hvad CHIME kan gøre, når det kører med fuld kapacitet.”
Deborah Good, ph.d.-studerende ved UBC, medlem af CHIMEs FRB-team.
FRB's sjældenhed gør dem vanskelige at studere. De er også meget kortvarige og varer kun et par millisekunder. Det, der er spændende ved denne opdagelse, er, at CHIME endnu ikke opererer med fuld kapacitet. Når det er op til hastigheden, vil det opdage mange flere, måske hver driftsdag, og dataflomportene åbnes for disse spændende fænomener.
”Vi er meget glade for at se, hvad CHIME kan gøre, når det kører med fuld kapacitet,” sagde Deborah Good, en ph.d.-studerende i fysik og astronomi ved UBC, der er en del af CHIME's FRB-team. ”I slutningen af et år har vi muligvis fundet 1.000 flere bursts. Vores data åbner nogle af FRB'ernes mysterier. ”
Den første FRB blev påvist i 2007 af forskere, der kiggede gennem pulsardata. De fleste hurtige radioudbrud varer et øjeblik, og så er de væk, skønt vi med denne seneste CHIME-opdagelse ved nu om to, der har gentaget sig. Den første gentagne FRB, kaldet FRB 121102, blev fundet i 2012, og dens kilde var ekstragalaktisk i retning af Auriga-stjernebilledet.
Hvad bølgelængderne fortæller os om hurtige radioudbrud
FRB's bølgelængde kan hjælpe videnskabsmænd med at forstå, hvor de kom fra, og hvad slags stof de passerede igennem for at nå os. Men længere bølgelængde FRB'er fortæller dem mere.
”FRB-miljøet har en meget større effekt på signalernes form ved lange bølgelængder.”
Deborah Good, UBC / CHIME
Mens de fleste tidligere hurtige radioudbrud er blevet påvist med bølgelængder på kun et par centimeter, havde denne seneste bølgelængde på nogle få meter. Dette er en bonus til CHIME-teamet, der siger, at de længere bølgelængder åbner nye undersøgelseslinjer.
”FRB-miljøet har en meget større effekt på signalernes form ved lange bølgelængder,” sagde Good. ”At se disse bursts med CHIME vil give os en god idé om, hvordan FRB'er er, og hvor de kommer fra, ved at vise os mere om, hvordan deres lysstyrke ændrer sig ved forskellige frekvenser, og hvad der sker med signalet på vej til Jorden,” tilføjede hun .
CHIME-teammedlem Tom Landecker, fra National Research Council, siger, at disse nyligt opdagede hurtige radioudbrud vil hjælpe med at løse puslespillet, til sidst, hvor FRB'erne stammer fra.
”[Vi ved nu], at kilderne kan producere lavfrekvente radiobølger, og disse lavfrekvente bølger kan undslippe deres miljø og er ikke for spredt til at blive opdaget, når de når jorden. Det fortæller os noget om miljøer og kilder. Vi har ikke løst problemet, men det er flere stykker i puslespillet, ”sagde han.
Hver gang der er en opdagelse af hurtige radioudbrud, eller et andet fænomen med usikker oprindelse, lyser Internettet med snak om udlændinge og udenjordiske intelligenser. Vi ser ikke ud til at hjælpe os selv. Men i de fleste af disse tilfælde, og sandsynligvis også denne, er der en naturlig forklaring. Forskere har bare ikke fundet det endnu.
Men når de finder kilden til FRB'erne, kan CHIME muligvis spille en førende rolle i at finde den.
CHIME var kun i sin idriftsættelsesfase, da den opdagede disse bursts. Det fungerede ikke med fuld kapacitet. Når det først er tilfældet, vil der være interessante tider fremover, især hvis det kan registrere 1.000 mere hurtige radioudbrud, som Good antyder.
"Resultaterne er bare begyndelsen på CHIME's opdagelser," tilføjede Stairs, UBC's astrofysiker. ”I den næste fase planlægger vi at fange den fulde højopløsningsdatastrøm fra de lyseste bursts, som vil lade os bedre forstå deres positioner, egenskaber og magnetiske miljøer. De næste par år bliver meget spændende. ”
Opdagelsen af de hurtige radiobølger blev præsenteret på vintermødet i American Astronomical Society.
Disse nye opdagelser er også forklaret i to videnskabelige artikler, begge offentliggjort i Nature online den 9. januar 2019. Den første artikel har titlen "
Observationer af hurtige radio bursts på frekvenser ned til 400 megahertz. ” Den anden er "En anden kilde til gentagelse af hurtige radioudbrud."
Kilder:
- Pressemeddelelse: CHIME-teleskopet registrerer gentagne gange gentagne hurtige radiosprængninger
- Pressemeddelelse: Nyt canadisk teleskop vil kortlægge den største mængde plads nogensinde undersøgt
- CHIME-teleskopets hjemmeside
- Forskningsartikel: En anden kilde til gentagelse af hurtige radioudbrud
- Forskningsartikel: Observationer af hurtige radio bursts på frekvenser ned til 400 megahertz
- Wikipediaindgang: Fast Radio Burst
