Artist's impression van CSIRO's Australische SKA Pathfinder (ASKAP) radiotelescoop die een snelle radiostoot vond en de precieze locatie ervan bepaalde. De optische telescopen KECK, VLT en Gemini South voegden ASKAP toe met vervolgwaarnemingen om het gaststelsel te visualiseren.
(Afbeelding: © CSIRO / Andrew Howells)
Astronomen beginnen de goederen op een van de meest mysterieuze verschijnselen in het universum te krijgen.
Voor de tweede keer ooit hebben onderzoekers de locatie van een snelle radiostoot (FRB) vastgesteld, een superkorte explosie die in 1 milliseconde evenveel energie afgeeft als de zon van de aarde gedurende bijna een eeuw.
De eenzame, eerder vastgestelde burst, bekend als FRB 121102, is een zeldzame 'repeater', eentje die de afgelopen jaren tientallen keren is uitgebarsten. Maar de hervonden explosie is een lid van de veel vaker waargenomen "eenmalige" klasse. De ontdekking, die vandaag (27 juni) in het tijdschrift Science werd aangekondigd, laat zien dat deze ongrijpbare beesten kunnen worden getraceerd en gevolgd, waardoor astronomen uiteindelijk kunnen achterhalen wat de oorzaak is.
"Dit is de grote doorbraak waar het veld op wacht sinds astronomen in 2007 snelle radiostoten ontdekten", aldus hoofdauteur Keith Bannister van de Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization (CSIRO), in een verklaring. (CSIRO is het nationale wetenschappelijke bureau van Australië.)
Bannister en zijn collega's vonden de FRB met behulp van de Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP), een netwerk van 36 radiotelescopen op CSIRO's Murchison Radio-astronomy Observatory in West-Australië. Ze ontdekten de burst op 24 september 2018, wat de naam verklaart - FRB 180924. (De repeater FRB 121102 werd voor het eerst gespot in 2012, zoals je nu vermoedde.)
Dit was opwindend genoeg, aangezien het totaal aantal bekende FRB's 85 bedroeg. (Slechts twee daarvan zijn repeaters.) Maar het team heeft baanbrekend werk verricht door hun vondst tot aan de bron te volgen.
De onderzoekers ontwikkelden een nieuwe techniek die FRB 180924 automatisch minder dan 300 milliseconden herkende nadat de burst de ASKAP-schotels trof. Een dergelijke snelheid was van essentieel belang, omdat het team toegang moest hebben tot gegevens die elke 3,1 seconden werden overschreven.
De wetenschappers maten vervolgens de kleine verschillen in FRB 180924's aankomsttijd bij de 36 ASKAP-schotels tot ongeveer 1 / 100ste nanoseconde. Door deze verschillen te vergelijken, konden ze de bron van de burst in de lucht bepalen met een precisie van 0,00002 graden - equivalent aan de breedte van een mensenhaar, gezien vanaf 200 meter afstand.
Die bron ligt aan de rand van een groot sterrenstelsel genaamd DES J214425.25−405400.81. Er was weinig bekend over dit sterrenstelsel, dus de onderzoekers karakteriseerden het met behulp van optische waarnemingen door de Keck II-telescoop op Hawaï en de Very Large Telescope en Gemini South-telescoop, die beide in Chili zijn.
Het onderzoeksteam stelde vast dat DES J214425.25−405400.81 ongeveer 3,6 miljard lichtjaar van de aarde verwijderd is. Bovendien is het sterrenstelsel ongeveer 1000 keer zo zwaar en vormt het veel minder actieve sterren dan de dwerg die FRB 121102 herbergt (die ongeveer 3 miljard lichtjaar van de aarde verwijderd is).
En FRB 121102 ligt nabij het centrum van zijn eigen sterrenstelsel, de regio waar waarschijnlijk een superzwaar zwart gat op de loer ligt.
Deze verschillen zijn belangrijk omdat ze aantonen "dat FRB's afkomstig kunnen zijn uit een groot aantal soorten sterrenstelsels en omgevingen", vertelde Bannister via e-mail aan Space.com. "Ze lijken geen speciale omstandigheden nodig te hebben."
De locatie van FRB 180924 biedt ook enkele aanwijzingen over de mysterieuze processen die FRB's aandrijven. Bannister zei bijvoorbeeld dat superzware zwarte gaten zijn uitgesloten voor deze specifieke burst, gezien de aanzienlijke afstand (13.000 lichtjaar) van de galactische kern.
De nieuwe studie kan inderdaad een belangrijke heroverweging van de FRB-generatie stimuleren, aldus teamleden.
"Het meest geloofwaardige model voor bursts, gebouwd om de repeater uit te leggen, suggereert dat ze worden geproduceerd door jonge magnetars (sterk gemagnetiseerde neutronensterren)", vertelde co-auteur Ryan Shannon van de Swinburne University of Technology in Melbourne via e-mail aan Space.com.
"Deze magnetars worden bij voorkeur gevormd in kleine dwergstelsels, zoals die van de FRB 121102-host," voegde Shannon eraan toe. "Ofwel moet het model worden versoepeld om bursts in verschillende omgevingen te kunnen produceren, ofwel zijn er twee mechanismen om bursts te produceren."
(Het is altijd mogelijk dat FRB's worden gegenereerd door geavanceerde beschavingen, natuurlijk. Maar dit is een lange afstand, zoals buitenaardse aanroepen vaak zijn.)
De modellen zullen sterker en sterker worden naarmate meer en meer FRB's worden vastgesteld met behulp van de methoden die Bannister en zijn team hebben ontwikkeld. En er zijn ook andere opwindende implicaties van de vondst.
De hoeveelheid gas waar FRB's doorheen reizen, wordt bijvoorbeeld gecodeerd in de bursts-signalen, zei Bannister. Het thuisstelsel van FRB 180924 heeft relatief weinig gas, dus het merendeel van de gecodeerde informatie van de burst werd daarom door gas in het intergalactische medium overgedragen.
Het gas dat tussen sterrenstelsels ligt, is erg moeilijk te bestuderen omdat het niet gloeit, maar astronomen hebben nu misschien een goede manier om ernaar te kijken.
'We hebben aangetoond dat het technisch mogelijk is om eenmalige uitbarstingen op te vangen en dat het schone sondes zijn van intergalactisch medium', zei Shannon.
'De volgende stap is om te zien of andere eenmalige uitbarstingen lijken op FRB 180924 (afkomstig van enorme sterrenstelsels) of dat ze meer op de eerste repeater lijken', voegde hij eraan toe. 'Ik denk dat ze ongeveer 180924 zullen zijn, en we zullen een nieuw venster kunnen openen op het bijna onzichtbare kosmische web.'
- Wetenschappers vinden 13 mysterieuze Deep Space-flitsen, waaronder de 2e bekende 'Repeater'
- Mysterieuze lichtflitsen komen uit de diepe ruimte en AI heeft er net meer gevonden
- 13 manieren om intelligente buitenaardse wezens te jagen
Mike Wall's boek over de zoektocht naar buitenaards leven, "Buiten'(Grand Central Publishing, 2018; geïllustreerd door Karl Tate), is nu uit. Volg hem op Twitter @michaeldwall. Volg ons op Twitter @Spacedotcom of Facebook.
