Wissenschaftler malen das bisher beste Porträt des nächsten bekannten schnellen Radioimpulses

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Künstlerische Darstellung des LOFAR-Arrays, das niederfrequente Radiowellen von einem schnellen Radioburst erkennt. (Bildnachweis: Danielle Futselaar/ASTRON/HST)



Wissenschaftler haben weitere Details über den vielleicht berühmtesten sich wiederholenden schnellen Funkausbruch entdeckt, ein mysteriöses Phänomen, das Astronomen noch nicht erklären können.



Astronomen entdeckten diesen schnellen Radioausbruch, bekannt als FRB20180916B, erstmals im Jahr 2018, etwas mehr als ein Jahrzehnt nach der Entdeckung von FRBs. Obwohl einige FRBs einzelne Blitze in der Nacht sind, einige rhythmisch kreisen wieder und wieder; dieser spezielle FRB gehört zur letzteren Kategorie, platzt vier Tage lang und bleibt dann zwölf Tage lang still. Es ist auch der nächste FRB, den Wissenschaftler bisher entdeckt haben, mit einer Entfernung von 'nur' 500 Millionen Lichtjahren.

Die Kombination aus häufig und eng macht es zu einem besonders attraktiven FRB, und genau das haben zwei Forscherteams kürzlich getan.



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Ein Team nutzte Dutzende von Erkennungen des Low Frequency Array (LOFAR) in Europa und den Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) den Wellenlängenbereich der vom FRB erzeugten Funkwellen zu untersuchen. Die Forscher konnten mit LOFAR Emissionen von FRB20180916B erfassen, die dreimal länger (mit dreimal geringerer Häufigkeit) waren als zuvor beobachtete Emissionen desselben FRB.

'Dies sagt uns, dass die Region um die Quelle der Bursts für niederfrequente Emissionen durchlässig sein muss, während einige Theorien darauf hindeuten, dass alle niederfrequenten Emissionen sofort absorbiert und nie erkannt werden könnten', sagte Ziggy Pleunis, Physiker bei McGill University in Kanada und Hauptautor einer der neuen Studien, sagte in einer Erklärung .



Darüber hinaus brauchten diese besonders langen Wellenlängen des FRB länger, um die riesige Entfernung von der Quelle des FRB zu den Detektoren der Erde zu überwinden. Bei jedem rhythmischen Ausbruch entdeckte LOFAR etwa drei Tage nach der Erkennung kürzerer Radiowellen durch CHIME längere Radiowellen.

„Diese systematische Verzögerung schließt Erklärungen für die periodische Aktivität aus, die die Frequenzabhängigkeit nicht berücksichtigen, und bringt uns so dem Verständnis des Ursprungs dieser mysteriösen Ausbrüche ein paar Schritte näher“, Daniele Michilli, Co-Autor der Studie und ein weiterer Physiker bei McGill, sagte in der gleichen Erklärung.

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Künstlerische Darstellung des Effelsberg-Teleskops, Teil des European Very-long-baseline Interferometery Network, das den schnellen Radioburst FRB20180916B untersucht.(Bildnachweis: Danielle Futselaar/ASTRON/HST)

Das zweite neue Papier zu diesem FRB basiert auf Beobachtungen der Europäischen Interferometer mit sehr langer Basislinie Netzwerk. Die Forschung verwendet eine Lichteigenschaft namens Polarisation, die innerhalb von vier Ausbrüchen des FRB kodiert ist, um zu untersuchen, wie sich das Licht in jedem Puls im Laufe der Zeit ändert.

Frühere Forschungen hatten ergeben, dass FRB-Pulse in einer Größenordnung von 30 Mikrosekunden oder Millionstelsekunden variieren. Aber die neue Forschung zeigt, dass zumindest für diesen speziellen FRB einige Facetten des Signals nur wenige Mikrosekunden dauern, auch wenn andere Eigenschaften über längere Zeitskalen spielen.

Wissenschaftler hoffen, dass all diese neuen Beobachtungen dazu beitragen könnten, das Spektrum der Theorien über die Ursachen von FRBs einzugrenzen. Insbesondere schlagen die Forscher des ersten Artikels vor, dass ihre Studie auf ein Szenario hindeutet, in dem eine magnetische superdichte stellare Leiche namens Magnetar mit einem großen Begleitstern mit mindestens der 10-fachen Masse unserer Sonne interagiert. In diesem Szenario würde der FRB erzeugt, wenn der Strom geladener Teilchen, die vom Begleitstern abfließen, durch den magnetisch beherrschten Bereich um den Magnetar herum „kämmt“.

Ob diese Theorie Bestand hat, hängt von zukünftigen Beobachtungen von FRB20180916B ab.

Die Forschung wird in Artikeln beschrieben, die in den Zeitschriften veröffentlicht wurden Naturastronomie am 22. März und Die Briefe des Astrophysikalischen Journals am 9. April.

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