نخستین شناسایی منبع انفجار رادیویی سریع در نزدیکی یک ستاره نوترونی

به گزارش ایسنا، انفجارهای رادیویی سریع(FRB) آتش‌بازی‌های زودگذر کیهانی هستند که تنها چند میلی‌ثانیه طول می‌کشند. با وجود اینکه آنها تنها کسری از ثانیه دوام می‌آورند، می‌توانند از کل کهکشان‌ها درخشان‌تر بتابند، اما منشاء آنها تا حد زیادی ناشناخته باقی مانده است.

اخترشناسان هزاران مورد از این فوران‌ها را شناسایی کرده‌اند، اما چگونگی تولد آنها موضوعی مبهم بوده است. برخی نظریه‌ها نشان می‌دهند که آنها از امواج ضربه‌ای قدرتمند سرچشمه می‌گیرند، در حالی که برخی دیگر به محیط‌های بسیار مغناطیسی اطراف ستاره‌های نوترونی اشاره می‌کنند.

اخترشناسان MIT اکنون موفق شده‌اند منبع یکی از این FRBها به نام «FRB 20221022A» را مشخص کنند. انفجاری که از کهکشانی در فاصله ۲۰۰ میلیون سال نوری از ما کشف شده است.

نزدیک به یک ستاره در حال چرخش

تیم MIT با مطالعه چگونگی نوسانات روشنایی انفجار به این نتیجه رسید که منشأ آن بسیار نزدیک به منبع خود است. این نتیجه با برخی از تئوری‌هایی که نشان می‌دهند انفجار ممکن است از فاصله دورتر منشاء گرفته باشد، تناقض داشت.

«FRB 20221022A» احتمالاً از منطقه‌ای بسیار نزدیک به یک ستاره نوترونی در حال چرخش، در شعاع ۱۰ هزار کیلومتری سرچشمه گرفته است.

منشاء این انفجار بسیار نزدیک به ستاره نوترونی، به شدت به منبع آن یعنی مگنتوسفر (منطقه‌ای با نیروی مغناطیسی عظیم) اشاره دارد.

این تحقیق برای اولین بار نشان می‌دهد که یک انفجار رادیویی سریع می‌تواند از مگنتوسفر بیاید.

کنزی نیمو(Kenzie Nimmo) نویسنده اصلی و فوق دکترای موسسه کاولی برای اخترفیزیک و تحقیقات فضایی MIT گفت: در این محیط‌های ستارگان نوترونی، میدان‌های مغناطیسی واقعاً در مرزی هستند که جهان می‌تواند تولید کند. بحث‌های زیادی در مورد اینکه آیا این تابش رادیویی درخشان حتی می‌تواند از آن پلاسمای شدید فرار کند، وجود دارد.

استفاده از داده‌های CHIME

«آزمایش نقشه‌برداری شدت هیدروژن کانادا»(CHIME) از سال ۲۰۲۰ به طور قابل توجهی تشخیص FRBها را بهبود بخشیده است.

این آزمایش در سال ۲۰۲۲ موفق شد «FRB 20221022A» را شناسایی کند که تقریباً دو میلی‌ثانیه طول کشید.

تیم محققان MIT برای درک منشأ این FRB با محققان دانشگاه مک‌گیل همکاری کرد. آنها یک ویژگی منحصر به فرد FRB 20221022A را کشف کردند؛ نور آن یک منحنی قطبش S شکل متمایز را نشان داد.

این الگو شواهد محکمی را ارائه می‌کند که نشان می‌دهد این انفجار از یک منبع در حال چرخش، شبیه به تپ‌اخترها (ستارگان نوترونی بسیار مغناطیسی که در حین چرخش پالس‌های تابشی ساطع می‌کنند) سرچشمه می‌گیرد.

مشاهده این الگوی قطبش منحصر به‌ فرد در FRB 20221022A برای انفجارهای رادیویی سریع بی‌سابقه بود و به‌شدت منشأ آن را در نزدیکی یک ستاره نوترونی نشان می‌دهد.

این کشف تیم MIT را بر آن داشت تا با استفاده از پدیده سوسوزنی برای تایید این فرضیه تحقیقات بیشتری انجام دهند.

درست مانند ستارگان که به دلیل جو زمین چشمک می‌زنند، این انفجارها نیز با عبور امواج رادیویی آنها از گاز میان‌ستاره‌ای چشمک می‌زنند. مقدار این چشمک زدن نشان می‌دهد که انفجار چقدر به منبع خود است.

مشاهدات CHIME تغییرات قابل توجهی را در روشنایی FRB 20221022A نشان داد که نشان دهنده سوسوزنی است.

آنها وجود گاز بین تلسکوپ و منبع انفجار را تأیید کردند که در حال خم شدن و فیلتر کردن امواج رادیویی بود. این گاز به عنوان یک «عدسی طبیعی» عمل می‌کرد.

این به آنها امکان داد تا روی منشاء انفجار بزرگنمایی کنند و نشان داد که انفجار از منطقه‌ای به وسعت فقط ۱۰ هزار کیلومتر فوران کرده است که با در نظر گرفتن فواصل بسیار زیاد نجومی، منطقه‌ای بسیار کوچک محسوب می‌شود.

نیمو در بیانیه مطبوعاتی افزود: این بدان معناست که این FRB احتمالاً صدها هزار کیلومتر از منبع خود فاصله دارد. این فاصله خیلی نزدیک است. ما انتظار داشتیم از بیش از ده‌ها میلیون کیلومتر دورتر منشا؟ء گرفته باشد و منتظر هیچ سوسوزنی نیز نبودیم.

این مطالعه در مجله Nature منتشر شده است.

انتهای پیام