Naukowcy z Instytutu SETI wykryli 35 rozbłysków FRB 20220912A za pomocą Allen Telescope Array, rzucając światło na tajemniczą naturę szybkich rozbłysków radiowych i ich możliwe pochodzenie z ekstremalnych obiektów kosmicznych. Źródło: SciTechDaily.com
Praca ta pokazuje, że nowe teleskopy o unikalnych możliwościach, takie jak ATA, mogą zapewnić nowe spojrzenie na jedną z największych tajemnic nauki FRB.
Zespół naukowców z Instytutu SETI ujawnił nowe informacje na temat kosmicznej tajemnicy znanej jako Szybkie impulsy radiowe (FRB). Odkrycie i szczegółowe obserwacje powtarzającego się FRB 20220912A w Advanced Allen Telescope Array (ATA) Instytutu SETI rzuciły światło na naturę tych sygnałów kosmicznych.
FRB to krótkie, intensywne błyski fal radiowych z głębokiego kosmosu. Chociaż większość z nich zdarza się tylko raz, niektóre „przekaźniki” wysyłają sygnały więcej niż jeden raz, co zwiększa intrygę w zrozumieniu ich pochodzenia. W ciągu 541 godzin obserwacji badacze wykryli 35 FRB z wzmacniaka FRB 20220912A. Obserwacje wykonane za pomocą ATA obejmowały szeroki zakres częstotliwości radiowych i ujawniły fascynujące wzorce. Wszystkie 35 FRB zaobserwowano w dolnej części widma częstotliwości, każdy z własną, unikalną sygnaturą energetyczną.
Widma dynamiczne (lub wykresy „wodospadu”) dla wszystkich rozbłysków z FRB 20220912A wykryto za pomocą układu teleskopów Allena, profili impulsów uśrednionych częstotliwościowo i widm uśrednionych w czasie.
Zacienione na czerwono obszary na wykresach szeregów czasowych wskazują czas trwania określonej suberupcji, natomiast czerwone pionowe linie wskazują sąsiadującą suberupcję. Źródło: Instytut SETI
Wnioski z obserwacji Instytutu SETI
„Ta praca jest ekscytująca, ponieważ zapewnia zarówno potwierdzenie znanych właściwości FRB, jak i odkrycie kilku nowych” – powiedział dr hab. powiedziała Sophia Sheikh, stypendysta podoktorski NSF MPS-Ascend i główna autorka. „Zawężamy na przykład źródło FRB do obiektów ekstremalnych, takich jak magnesy, ale żaden istniejący model nie jest w stanie wyjaśnić wszystkich zaobserwowanych do tej pory właściwości. Bycie częścią pierwszego badania FRB przeprowadzonego za pomocą ATA jest ekscytujące – nowe teleskopy z unikalne możliwości, takie jak ATA, rzucą światło na wielkie tajemnice nauki FRB.Ta praca pokazuje, że można spojrzeć na to z nowego punktu widzenia.
Szczegółowe ustalenia opublikowano niedawno w czasopiśmie Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego (MNRAS), wykazują intrygujące zachowania FRB. Te tajemnicze sygnały wykazują dryft częstotliwości w dół, sprzężenie pomiędzy ich amplitudą a częstotliwością środkową oraz zmiany czasu trwania impulsu w czasie. Zespół zauważył także coś, czego wcześniej nie zgłaszano: znaczny spadek centralnej częstotliwości błysków w ciągu dwóch miesięcy obserwacji, co odsłoniło nieoczekiwany kosmiczny gwizdek.
Dwa parametry zestawu danych FRB 20220912A – częstotliwość centralna i szerokość pasma – są wykreślane w czasie w MJD, od początku kampanii do końca kampanii (około 60 dni). Panel a) wskazuje, że częstotliwość środkowa FRB zmniejsza się w wyniku propagacji (reszty dopasowania i dolna orientacja nieparametryczna są pokazane na niebiesko poniżej). Panel b) pokazuje ten sam spadek przepustowości w czasie. Źródło: Instytut SETI
Ponadto naukowcy wykorzystali te obserwacje do przewidzenia punktu odcięcia dla jasnych rozbłysków FRB 20220912A, wskazując jego udział w ogólnej szybkości sygnału kosmicznego. W rzeczywistości ten konkretny obiekt był odpowiedzialny za kilka procent wszystkich najsilniejszych FRB na niebie podczas tych obserwacji.
W badaniu zbadano także wzorce czasowe sekwencji wybuchów, szukając nawrotów w obrębie FRB i pomiędzy nimi. Nie zaobserwowano żadnych wyraźnych prawidłowości, co podkreślałoby nieprzewidywalność tych niebiańskich wydarzeń.
Część serii teleskopów Allena
Praca ta ukazuje kluczową rolę ATA w rozszyfrowywaniu tajemnic FRB. ATA ma unikalną zdolność do jednoczesnego nagrywania dużej liczby kanałów częstotliwości, nawet jeśli są one znacznie od siebie oddalone – na przykład niektóre częstotliwości są bardzo wysokie, a inne bardzo niskie. Umożliwia to natychmiastowe przeprowadzenie eksperymentów po przybyciu FRB w celu kontrolowania tego, co FRB robi jednocześnie przy wysokich i niskich częstotliwościach. Obecne ulepszenia obiecują jeszcze więcej możliwości, jednocześnie wykrywając słabe FRB na jeszcze wyższych częstotliwościach, dzięki czemu ATA pozostaje liderem w pogłębianiu naszej wiedzy na temat FRB.
Allen Telescope Array (ATA) w Obserwatorium Radioastronomicznym Hat Creek w Kalifornii, USA. ATA jest obsługiwany przez Instytut SETI i został zaprojektowany jako instrument przeznaczony do wyszukiwania technosygnatur, będący potężnym narzędziem do badania stanów nieustalonych. Źródło: Joe Marfia
„To ekscytujące widzieć, jak ATA angażuje się w badania nad FRB trzy lata po rozpoczęciu programu modernizacji” – powiedział naukowiec i współautor projektu ATA Instytutu SETI, dr Vale Farah. „ADA ma unikalne możliwości, które są wykorzystywane w wielu przedsięwzięciach badawczych, w tym w szybkiej interpolacji”.
To przełomowe odkrycie stanowi znaczący krok w nieustannym dążeniu do odkrycia tajemnic ekstremalnej materii we wszechświecie. W miarę jak naukowcy kontynuują eksplorację Wszechświata, każda unikalna cecha, którą odkrywamy, przybliża nas do zrozumienia pochodzenia i natury tych fascynujących sygnałów kosmicznych.
Uwaga: Sophia Z.David R. DeBoer, Vishal Gajjar, Bill Karn, Jamar Kidling, Wenbin Lu, Mark Masters, Pranav Premnath, Sarah Scholtz, Carol Schumacher, Gurmehar Singh i Michael Snodgrass zostali zaakceptowani. Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.
arXiv:2312.07756
