Naukowcy wykryli skręcone pola otaczające tajemniczy szybki rozbłysk radiowy

Szybkie rozbłyski radiowe (FRB) to najjaśniejsze milisekundowe kosmiczne eksplozje w pasmach radiowych. Ich nieznane pochodzenie stanowi wyzwanie zarówno dla astronomii, jak i fizyki.

Collaborative Radio Astronomy Rapid Survey (CRAFTS), flagowy program Spherical Radio Telescope (FAST) wykrył pierwszy na świecie stale aktywny FRB, znany jako FRB 20190520B. Teraz FRB dostarczył wskazówek, które mogą pomóc w wyjaśnieniu pochodzenia FRB.

Międzynarodowy zespół kierowany przez dr Li Di z National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC) przeprowadził kampanię mającą na celu obserwację FRB 20190520B przy użyciu Teleskopu Parkesa w Australii i Teleskopu Green Bank (GBT) w Stanach Zjednoczonych. Zbiorcze analizy ujawniły intensywne odwrócenie pola wokół tego nieustannie wybuchającego źródła.

Badanie, które opiera się na monitorowaniu wysiłków na trzech kontynentach, zostało opublikowane w czasopiśmie Nauki 11 maja.

W przeciwieństwie do wszystkich innych FRB, FRB 20190520B wytwarzał rozbłyski, wykrywalne przez co najmniej jeden, a czasem wiele teleskopów, za każdym razem, gdy był obserwowany. Ta niezawodność sprawia, że ​​jest to idealny cel dla wieloskalowych dalszych badań obserwacyjnych.

„Łącznie 113 rozbłysków FRB 20190520B zostało wykrytych przez teleskop Parkes, co przekracza całkowitą liczbę szybkich rozbłysków radiowych wykrytych wcześniej w Parkes, podkreślając wartość FRB 20190520B” – powiedział dr Dai Shi z Western Sydney University, PI. Z projektu FRB 20190520B w Parkes.

Poprzez wspólną analizę danych z GBT i Parkes, dr FENG Yi, doktorant NAOC obecnie w Zhejiang Laboratory, oraz pani Anna-Thomas z West Virginia University (WVU) zmierzyli właściwości polaryzacji i odkryli, że skala rotacji Faradaya ( RM) dwukrotnie zaznaczył to w dramatyczny sposób: od ~10 000 jednostek do ~10 000 jednostek i odwrotnie. Inni główni współpracownicy to dr Liam Connor z Caltech i dr Sarah Burke Spollor z WVU.

Podczas propagacji sygnału impulsu może to mieć wpływ na właściwości polaryzacyjne otaczającej plazmy. „RM można przybliżyć całkowym iloczynem pola magnetycznego i gęstości elektronów. Zmienność RM może wynikać z obu czynników, ale zmiana znaku musi wynikać z odwrócenia pól magnetycznych, ponieważ gęstość elektronów nie może stać się ujemna” – powiedział dr. LI Di, autor korespondujący z badaniem.

Odbicie to może wynikać z propagacji przez turbulentny ekran magnetyczny plazmy znajdujący się między 10 a 10^-5 do 100 parseków od źródła FRB. „Turbulentne składowe pola magnetycznego wokół powtarzających się szybkich rozbłysków radiowych mogą być tak chaotyczne jak kłębek wełny” – powiedział profesor Yang Yuanpei z Yunnan University, współautor badania.

Możliwy scenariusz wywołania takiego chaosu obejmuje sygnał przechodzący przez halo towarzysza, niezależnie od tego, czy będzie to czarna dziura, czy masywna gwiazda z wiatrami. Zrozumienie drastycznych zmian w środowisku namagnesowania wokół FRB jest ważnym krokiem w kierunku zrozumienia pochodzenia takich kosmicznych eksplozji.

Skręcone pola wokół tajemniczego szybkiego rozbłysku radiowego (zdjęcie LI Di/ScienceApe/CAS)