Forscher zielen auf die Quelle schneller Funkstöße

Vergrößern / Ein Ereignis auf der Oberfläche eines Magnetars kann schnelle Funkstöße erzeugen. NASA Goddard Space Flight Center

Schnelle Funkstöße sind genau das, was ihr Name andeutet: ein plötzlicher Ausbruch von Photonen bei Funkfrequenzen, der oft weniger als eine Sekunde dauert. Nachdem sich die Wissenschaftler davon überzeugt hatten, dass sie sich nicht mit Ausrüstungsproblemen befassten, wurde die Suche fortgesetzt, um herauszufinden, was die enormen Energiemengen erzeugt, die an einem schnellen Funkstoß (FRB) beteiligt sind.

Die Entdeckung des ersten sich wiederholenden FRB hat uns gelehrt, dass der Prozess, der einen FRB erzeugt, das Objekt, das ihn erzeugt, nicht zerstört. Schließlich wurde ein FRB gefunden, der mit Ereignissen bei zusätzlichen Wellenlängen in Verbindung gebracht wurde, wodurch die Quelle identifiziert werden konnte: ein Magnetar, eine Untergruppe von Neutronensternen mit den extremsten Magnetfeldern der Welt. Obwohl dies einen großen Fortschritt darstellt, sagt es uns immer noch nichts über die Physik, wie der Burst erzeugt wird – Wissen, das uns vermutlich sagen würde, warum die meisten Magnetare sie nicht erzeugen und warum der Burst dazu neigt, so plötzlich zu starten und zu stoppen.

Nun haben Forscher einen FRB identifiziert, der dabei hilft, unsere Vorstellung davon einzuschränken, was sie hervorrufen kann. Der FRB selbst scheint ein einzelnes Ereignis zu sein, besteht jedoch aus neun einzelnen Bursts, die ungefähr 215 Millisekunden voneinander getrennt sind. Das schnelle Tempo bedeutet, dass die Quelle des Ausbruchs mit ziemlicher Sicherheit nahe der Oberfläche des Magnetars liegen muss.

Bursts und Subbursts

Diese neue Arbeit stammt vom kanadischen CHIME-Instrument, das für andere Beobachtungen entwickelt wurde, aber für viele der Wellenlängen, aus denen ein FRB besteht, empfindlich ist. CHIME scannt einen großen Bereich des Himmels und kann so FRBs erkennen, obwohl sie fast nie zweimal am selben Ort auftreten.

Die automatisierte Parsing-Pipeline, die potenzielle FRB-Ereignisse auswählt, hätte ein Ereignis mit dem Namen FRB 20191221A übersehen sollen, einfach weil es viel länger als definierte FRBs war und fast drei Sekunden dauerte, bis es abgeschlossen war, wenn die Funkemissionen zunehmen, und dann wieder abfallen Hintergrundebenen. Die Daten wurden jedoch für zukünftige Analysen protokolliert, da diese drei Sekunden mehrere unabhängige Bursts zu enthalten scheinen und diese Subbursts das System veranlasst haben, die Daten zu markieren.

Die einzelnen Ausbrüche dieses Ereignisses sind über einen weiten Wellenlängenbereich sichtbar. CHIME-Zusammenarbeit.

Obwohl wir bereits sich wiederholende Quellen identifiziert haben, erzeugten diese einzelne Bursts mit einem langen Abstand zwischen ihnen. FRB 20191221A hingegen hatte eine Trennung von nur etwa 215 Millisekunden zwischen ihnen.

Tatsächlich waren die Lücken zwischen diesen Subbursts bemerkenswert regelmäßig. Die Forscher schätzten die Wahrscheinlichkeit, etwas zu entdecken, das so regelmäßig aussieht, ohne tatsächlich regelmäßig zu sein, auf 1 zu 10-11, was ihnen „hohes Vertrauen“ gab, dass das Signal periodisch ist

Seit diesem Ereignis gab es keine Anzeichen für ein weiteres Ereignis in derselben Region wie FRB 20191221A. Es scheint auch von einer Quelle außerhalb unserer Galaxie zu stammen.

in der Nähe des Kerns

Aber es ist wirklich die Periodizität, die uns etwas über die Natur von FRBs sagt. Neutronensterne selbst sind sehr extreme Umgebungen, daher können ihre Oberflächen die Arten von extremen Energien erzeugen, die für einen FRB benötigt werden. Aber Magnetare haben extreme Magnetfelder, die die hochenergetische Umgebung weit über die Oberfläche des Neutronensterns hinaus erweitern. (Die Stärke ihrer Felder ist so stark, dass die normalen Orbitale der Atome verzerrt werden, wodurch die Chemie sowieso verhindert wird ...