Szybkie rozbłyski radiowe mogą być wyzwalane co sekundę

Do momentu, gdy w 2001 roku po raz pierwszy zaobserwowano szybkie rozbłyski radiowe (fast radio bursts – FRB), astronomowie nie widzieli czegoś podobnego. Od tego czasu zaobserwowali kilkadziesiąt tego typu zjawisk, jednak ciągle nie wiedzą, co jest przyczyną tych szybkich i potężnych wybuchów radiowych.

Po raz pierwszy dwoje astronomów z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) oszacowało, ile FRB powinno wystąpić w całym obserwowalnym Wszechświecie. Ich praca wskazuje, że następuje co najmniej jeden rozbłysk każdej sekundy.

Aby móc je oszacować, Anastasia Fialkov i współautor pracy Avi Loeb założyli, że FRB 121102, szybki rozbłysk radiowy znajdujący się w galaktyce odległej od nas o ok. 3 miliardy lat świetlnych jest reprezentantem wszystkich FRB. Ponieważ ten akurat rozbłysk od momentu odkrycia w 2002 roku wielokrotnie się powtarzał, astronomowie mogli go zbadać bardziej szczegółowo, niż inne FRB. Wykorzystując te informacje wywnioskowali, ile z nich zaistnieje na całym niebie.

W każdej minucie w całym Wszechświecie pojawiają się setki rozbłysków. Jeżeli astronomom uda się zbadać choćby ułamek z nich dostatecznie dobrze, powinni być w stanie odkryć ich pochodzenie.

Chociaż natura pochodzenia FRB wciąż nie jest znana, większość astronomów sądzi, że wywodzą się one z galaktyk oddalonych o miliardy lat świetlnych od nas. Jeden z wiodących pomysłów jest taki, że szybkie rozbłyski radiowe są produktami ubocznymi młodych, szybko rotujących gwiazd neutronowych o wyjątkowo silnych polach magnetycznych.

Fialkov i Loeb wskazują, że FRB mogą być wykorzystywane do zbadania struktury i ewolucji Wszechświata, niezależnie od tego, czy ich pochodzenie jest w pełni zrozumiałe. Duża populacja odległych FRB mogłaby działać jako sondy materii na gigantycznych odległościach. Ta wmieszana materia zamazuje sygnał z kosmicznego promieniowania tła, pozostawionego przez promieniowanie z Wielkiego Wybuchu.

FRB mogą być również wykorzystane do śledzenia tego, co złamało “mgłę” atomów wodoru, które napełniały wczesny Wszechświat wolnymi elektronami i protonami, gdy jego temperatura po Wielkim Wybuchu spadła. Ogólnie uważa się, że światło ultrafioletowe z pierwszych gwiazd podróżowało jonizując wodór, oczyszczając mgłę i pozwalając temu ultrafioletowi uciec. Studiowanie bardzo odległych rozbłysków pozwoliły naukowcom zbadać gdzie, kiedy i jak nastąpił proces “rejonizacji”.

Autorzy pracy zbadali również, w jaki sposób nowe radioteleskopy mogą odkrywać dużą liczbę szybkich rozbłysków radiowych. Na przykład obecnie rozbudowywana sieć Square Kilometer Array będzie potężnym narzędzie do wykrywania FRB. Nowe badania sugerują, że SKA może wykryć na całym niebie więcej niż jeden rozbłysk na minutę, który będzie pochodził z czasu rejonizacji.

Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME), który został zapoczątkowany w ostatnim czasie, także będzie potężną maszyną do odkrywania FRB, chociaż jego zdolność do wykrywania rozbłysków zależy od ich widma. Jeżeli spektrum FRB 121102 jest typowe, wtedy CHIME będzie mógł zmierzyć się z wykrywaniem tych rozbłysków.

Źródło:
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Dodaj komentarz