ASTRONOMI: Čudan radio signal otvara NOVA PITANJA
Astronomi su pronašli drugi primer veoma aktivnog, brzo ponavljajućeg radio signala (FRB) sa kompaktnim izvorom slabije, ali uporne radio emisije između jačih signala.
Ovo otkriće postavlja nova pitanja o prirodi ovih misterioznih objekata, kao i o njihovoj korisnosti kao alatima za proučavanje prirode međugalaktičkog prostora. Naučnici su koristili Karl G. Janski Very Large Array (VLA) i druge teleskope Nacionalne naučne fondacije za proučavanje objekta, koji je prvi put otkriven 2019. godine.
Objekat, nazvan FRB 190520, pronašao je sferični radio teleskop sa otvorom od pet stotina metara (FAST) u Kini. Signal sa objekta dogodio se 20. maja 2019. godine, a pronađen je u podacima tog teleskopa u novembru te godine. Naknadna zapažanja sa FAST-om su pokazala da, za razliku od mnogih drugih FRB-a, on emituje česte, ponavljajuće signale radio talasa.
Posmatranja sa VLA-om 2020. odredila su lokaciju objekta, a to je omogućilo posmatranja vidljivog svetla sa Subaru teleskopom na Havajima i pokazalo se da se nalazi na periferiji patuljaste galaksije, skoro 3 milijarde svetlosnih godina od Zemlje. Zapažanja VLA su takođe otkrila da objekat konstantno emituje slabije radio talase između jačih.
„Ove karakteristike čine da ovaj drugi veoma liči na prvi FRB čija je pozicija određena – takođe od strane VLA – još 2016. godine“, rekao je Kejsi Lo iz Caltech-a. Taj razvoj je bio veliki proboj, pružajući prve informacije o okruženju i udaljenosti FRB-a. Međutim, njegova kombinacija ponavljajućih signala i uporne radio emisije između signala, koja dolazi iz kompaktnog regiona, postavila je objekat iz 2016. godine, nazvan FRB 121102, jedinstvenim od svih drugih poznatih FRB-ova, sve do sada.
„Sada imamo dva ovakva, i to otvara neka važna pitanja“, rekao je Lo. Lo je deo međunarodnog tima astronoma koji izveštava o svojim nalazima u časopisu Nature.
Razlike između FRB 190520 i FRB 121102 i svih ostalih pojačavaju ranije sugerisanu mogućnost da mogu postojati dve različite vrste FRB-a.
„Da li se oni koji se ponavljaju razlikuju od onih koji ne ponavljaju? Šta je sa upornom radio emisijom – da li je to uobičajeno?” pitao je Kšitij Agarval, postdiplomac na Univerzitetu Zapadne Virdžinije (WVU).
Astronomi sugerišu da mogu postojati ili dva različita mehanizma koji proizvode FRB ili da objekti koji ih proizvode mogu delovati drugačije u različitim fazama svoje evolucije. Vodeći kandidati za izvore FRB-a su super guste neutronske zvezde preostale nakon što masivna zvezda eksplodira kao supernova, ili neutronske zvezde sa ultra jakim magnetnim poljima, koje se nazivaju magnetari.
Jedna karakteristika FRB 190520 dovodi u pitanje korisnost FRB-a kao alata za proučavanje materijala između njih i Zemlje. Astronomi često analiziraju efekte materijala koji se upliće u radio talase koje emituju udaljeni objekti da bi što više saznali o samom tom materijalu. Jedan takav efekat se javlja kada radio talasi prolaze kroz prostor koji sadrži slobodne elektrone. U tom slučaju, talasi više frekvencije putuju brže od talasa niže frekvencije.
Ovaj efekat, koji se naziva disperzija, može se izmeriti da bi se odredila gustina elektrona u prostoru između objekta i Zemlje, ili, ako je gustina elektrona poznata ili pretpostavljena, obezbediti grubu procenu udaljenosti do objekta. Efekat se često koristi za procenu udaljenosti do pulsara.
To nije funkcionisalo za FRB 190520. Nezavisno merenje udaljenosti zasnovano na Doplerovom pomeranju svetlosti galaksije izazvano širenjem Univerzuma postavilo je galaksiju na skoro 3 milijarde svetlosnih godina od Zemlje. Međutim, signal praska pokazuje količinu disperzije koja bi obično ukazivala na udaljenost od otprilike 8 do 9,5 milijardi svetlosnih godina.
„To znači da postoji mnogo materijala u blizini FRB-a koji dovodi u zabunu svaki pokušaj njegovog korišćenja za merenje gasa između galaksija“, rekao je Agarval. „Ako je to slučaj sa drugima, onda ne možemo računati da ćemo koristiti FRB kao kosmička merila“, dodao je on.
Astronomi su spekulisali da je FRB 190520 možda „novorođenče“, još uvek okruženo gustim materijalom izbačenim eksplozijom supernove koji je ostavljen iza neutronske zvezde. Kako se taj materijal na kraju raspršuje, disperzija signala bi takođe opala. Prema scenariju „novorođenčadi“, rekli su, ponavljajući signali takođe mogu biti karakteristika mlađih FRB-a i nestaju sa godinama.
„Polje FRB-a se trenutno kreće veoma brzo i nova otkrića se pojavljuju svakog meseca. Međutim, i dalje ostaju otvorena velika pitanja, a ovaj objekat nam daje izazovne tragove o tim pitanjima“, rekla je Sarah Burke-Spolaor, iz WVU.
