Astronomowie namierzyli najpotężniejszy i najodleglejszy szybki rozbłysk radiowy (FRB) w rzadkiej gromadzie oddziałujących galaktyk, podważając obecne modele pochodzenia FRB i sugerując powiązanie z gęstymi środowiskami galaktycznymi. (Koncepcja artysty.) Źródło: SciTechDaily.com
Kosmiczny Teleskop Hubble'a odkrywa dziwne miejsce narodzin rekordowej eksplozji.
- Szybki impuls radiowy (FRB) jest najpotężniejszym i najdalszym jak dotąd
- Astronomowie odkrywają, że szybkie rozbłyski radiowe nie powstały w pojedynczej galaktyce, ale raczej w grupie galaktyk na drodze do możliwego połączenia.
Latem 2022 roku astronomowie wykryli najpotężniejszy szybki rozbłysk radiowy (FRB), jaki kiedykolwiek zaobserwowano. I pochodzę z witryny, której początki sięgają połowy wielka eksplozjaBył to także najdalszy znany FRB zaobserwowany do tej pory.
Teraz pod przewodnictwem astronomów Uniwersytet Północno-Zachodni Ustaliliśmy miejsce narodzin tego niezwykłego obiektu, co jest naprawdę intrygujące.
Korzystanie z obrazów z NASA'S Kosmiczny teleskop Hubblebadacze prześledzili historię FRB aż do jej nieistnienia Jeden Galaktyka, ale przynajmniej grupa Siedem Galaktyki. Wydaje się, że galaktyki w gromadzie oddziałują ze sobą, być może nawet na drodze do możliwego połączenia. Takie gromady galaktyk są rzadkie i mogły stworzyć warunki wyzwalające szybkie rozbłyski radiowe.
To nieoczekiwane odkrycie może podważyć naukowe modele tego, jak i co wytwarza FRB.
Zdjęcie z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a przedstawiające galaktykę, w której doszło do wyjątkowo szybkiego i potężnego rozbłysku radiowego FRB 20220610A. Czułość i ostrość Hubble'a ujawniają zwartą gromadę wielu galaktyk, które mogą być w trakcie łączenia. Istniały, gdy Wszechświat miał zaledwie 5 miliardów lat. FRB 20220610A została po raz pierwszy odkryta 10 czerwca 2022 roku przez radioteleskop Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) w Australii Zachodniej. Bardzo Duży Teleskop Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile potwierdził, że szybki rozbłysk radiowy pochodził z dużej odległości. Źródło zdjęcia: NASA, ESA, STScI, Alexa Gordon (NW)
„Bez obrazowania Hubble'a pozostaje tajemnicą, czy ten szybki rozbłysk radiowy pochodzi z pojedynczej, jednorodnej galaktyki, czy z jakiegoś rodzaju układu oddziałującego na siebie” – powiedziała Alexa Gordon z Northwestern University, która kierowała badaniami. „To właśnie tego rodzaju środowiska – te egzotyczne środowiska – popychają nas w kierunku lepszego zrozumienia tajemnicy szybkich rozbłysków radiowych”.
Gordon przedstawił wyniki swoich badań podczas 243. spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego w Nowym Orleanie w Luizjanie. „Wykrywanie najodleglejszego środowiska szybkich rozbłysków radiowych za pomocą Kosmicznego Teleskopu Hubble’a” 9 stycznia w ramach sesji „Zjawiska wysokoenergetyczne i ich geneza„.
Gordon jest absolwentką astronomii w Weinberg College of Arts and Sciences w Northwestern, gdzie doradzała jej współautorka badania Wen-Fei Fong, profesor nadzwyczajny fizyki i astronomii. Fung i Gordon są także członkami Centrum Interdyscyplinarnych Poszukiwań i Badań Astrofizycznych (CIERA).
Narodziny z bańki?
Szybkie rozbłyski radiowe (FRB) wybuchają i znikają w ciągu milisekund. Są to krótkie, potężne rozbłyski radiowe, które w jednym szybkim rozbłysku generują więcej energii, niż nasze Słońce emituje przez cały rok. Rekordowy szybki wybuch radiowy (FRB) (nazwany FRB 20220610A) był jeszcze bardziej ekstremalny niż jego poprzednicy.
Był nie tylko czterokrotnie bardziej aktywny niż najbliższy FRB, ale był także najbardziej odległym FRB, jaki kiedykolwiek odkryto. Kiedy powstał FRB 20220610A, wszechświat miał zaledwie 5 miliardów lat. (Dla porównania, wiek Wszechświata wynosi obecnie 13,8 miliarda lat.)
Zdjęcie z Kosmicznego Teleskopu Hubble'a przedstawiające galaktykę, w której doszło do wyjątkowo szybkiego i potężnego rozbłysku radiowego FRB 20220610A. Czułość i ostrość Hubble'a ujawniają zwartą gromadę wielu galaktyk, które mogą być w trakcie łączenia. Istniały, gdy Wszechświat miał zaledwie 5 miliardów lat. FRB 20220610A została po raz pierwszy odkryta 10 czerwca 2022 roku przez radioteleskop Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) w Australii Zachodniej. Bardzo Duży Teleskop Europejskiego Obserwatorium Południowego w Chile potwierdził, że szybki rozbłysk radiowy pochodził z dużej odległości. Źródło zdjęcia: NASA, ESA, STScI, Alexa Gordon (NW)
We wczesnych obserwacjach wydawało się, że eksplozja miała swój początek w pobliżu niezidentyfikowanej amorficznej bańki, którą astronomowie początkowo uważali za pojedynczą nieregularną galaktykę lub grupę trzech odległych galaktyk. Jednak dzięki nowemu odkryciu wyraźne zdjęcia wykonane przez Hubble'a wskazują obecnie, że plama może składać się z co najmniej siedmiu galaktyk znajdujących się blisko siebie. W rzeczywistości galaktyki są tak blisko siebie, że wszystkie zmieściłyby się w naszej własnej galaktyce droga Mleczna.
„Istnieją pewne dowody na to, że członkowie grupy wchodzą w interakcje” – powiedział Fong. „Innymi słowy, mogą stanowić materiał komercyjny lub być może być w drodze do połączenia. Te gromady galaktyk (zwane gromadami zwartymi) są niezwykle rzadkimi środowiskami we wszechświecie i są najgęstszymi strukturami galaktycznymi, jakie znamy. „
„Ta interakcja może wywołać wybuchy formowania się gwiazd” – powiedział Gordon. „Może to wskazywać, że przodek FRB 20220610A był powiązany z całkiem nową populacją gwiazd, co jest zgodne z tym, czego nauczyliśmy się od innych FRB.”
„Chociaż do tej pory wykryto setki zdarzeń FRB, tylko niewielka ich część została zmapowana na galaktykach macierzystych” – powiedział współautor badania Yuexin (Vic) Dong, absolwent NSF i doktor astronomii. student w laboratorium Funga i członek CIERA. „W tej małej frakcji tylko kilka pochodziło z gęstego środowiska galaktycznego, ale żadnego nie widziano w tak zwartej grupie. Zatem ich miejsce urodzenia jest naprawdę rzadkie.”
Tajemnicze eksplozje
Chociaż astronomowie wykryli aż 1000 szybkich rozbłysków radiowych od czasu ich pierwszego wykrycia w 2007 roku, źródła tych oślepiających błysków pozostają w dużej mierze niepewne. Chociaż astronomowie nie osiągnęli jeszcze konsensusu co do potencjalnych mechanizmów stojących za FRB, ogólnie zgadzają się, że FRB muszą obejmować zwarty obiekt, taki jak FRB. Czarna dziura Lub Gwiazda neutronowa.
Odkrywając prawdziwą naturę szybkich rozbłysków radiowych, astronomowie mogli nie tylko poznać tajemnicze zjawiska, ale także poznać prawdziwą naturę samego Wszechświata. Kiedy fale radiowe z szybkich rozbłysków radiowych w końcu dotrą do naszych teleskopów, będą podróżować miliardy lat z odległego, wczesnego Wszechświata. Podczas tej podróży przez wszechświat wchodzą w interakcję z napotkanymi po drodze materiałami.
„W szczególności fale radiowe są wrażliwe na każdy materiał znajdujący się wzdłuż linii wzroku – od lokalizacji FRB do nas” – powiedział Fung. „Oznacza to, że fale muszą przechodzić przez dowolną chmurę materii wokół miejsca szybkiego rozbłysku radiowego, przez galaktykę macierzystą, przez wszechświat i w końcu przez Drogę Mleczną. Dzięki opóźnieniu czasowemu samego sygnału FRB możemy zmierzyć sumę wszystkich tych wkładów.”
Aby dalej badać FRB i ich pochodzenie, astronomowie muszą odkrywać i badać ich więcej. Gordon twierdzi, że w miarę jak technologia staje się coraz bardziej czuła, wkrótce nastąpią kolejne odkrycia – a być może nawet uchwycenie niewiarygodnie słabych, szybkich rozbłysków radiowych.
„Mając większą próbkę odległych FRB, możemy rozpocząć badanie ewolucji FRB i cech ich żywicieli, łącząc je z pobliskimi, a być może nawet zacząć identyfikować bardziej egzotyczne grupy” – powiedział Dong.
„W najbliższej przyszłości eksperymenty FRB zwiększą ich czułość, co doprowadzi do bezprecedensowego wskaźnika FRB wykrywanych na takich odległościach” – powiedział Gordon. „Astronomowie wkrótce przekonają się, jak wyjątkowe jest środowisko tego szybkiego rozbłysku radiowego”.
Odniesienie: „Szybki rozbłysk radiowy w zwartej gromadzie galaktyk w Z „~1” Scenariusz: Alexa C. Gordon, Wen-fai Fong, Sunil Simha, Yuxin Dong, Charles D. Kilpatrick, Adam T. Deller, Stuart D. Ryder, Tarraneh Eftekhari, Marcin Głowacki, Lachlan Marnoch, August R. Muller , Anya E. Nugent, Antonella Palmez, J. Xavier Prochaska, Mark Ravelski, Ryan M. Shannon i Nicholas Tychos, 17 listopada 2023 r., Astrofizyka > Astrofizyka galaktyk.
arXiv:2311.10815
Badanie zostało wsparte przez National Science Foundation (nagrody o numerach AST-1909358, AST-2047919 i AST-2308182), Fundację Davida i Lucile Packardów, Fundację Alfreda P. Sloana, Research Foundation for the Advancement of Science i NASA ( numer nagrody GO-17277). Astronomowie po raz pierwszy odkryli FRB 20220610A za pomocą radioteleskopu Australian Square Kilometre Array Pathfinder Radio Telescope w Australii Zachodniej, a następnie potwierdzili jej pochodzenie w Europejskim Obserwatorium Południowym. Bardzo duży teleskop W Chile.