Astronomii au detectat semnale radio puternice de la o galaxie pitică aflată la 3 miliarde de ani-lumină distanță

Semnale radio puternice de la o galaxie pitică aflată la o distanţă colosală au fost captate de astronomi. Originea undelor radio scurte și super-energetice rămâne necunoscută.

Provenind din adâncul spațiului, exploziile masive au apărut în datele astronomilor sub forma unui val rapid de unde radio. Rafalele radio rapide (Fast Radio Bursts sau FRB), așa cum sunt ele numite, pot transporta într-un singur impuls la fel de multă energie pe cât emite Soarele nostru în 100 de ani. Dar, deoarece exploziile durează adesea doar câteva miimi de secundă, radioastronomii nu dispun, de obicei, de un context suficient pentru a da un sens acestor evenimente cosmice dramatice sau pentru a stabili cu exactitate de unde provin flash-urile. Ca atare, FRB au fost unul dintre marile mistere ale astronomiei.

Oamenii de știință nu știu prea multe despre cauzele acestor erupții violente de unde radio. Unii teoreticieni susțin că exploziile provin din coliziunea unor obiecte extrem de dense, cum ar fi găurile negre sau stelele neutronice. Alții sugerează că FRB provin din colapsul unor stele îndepărtate.^[sursa]

Astronomii au detectat semnale radio puternice de la o galaxie pitică

În prezent, astronomii acumulează dovezile de care au nevoie pentru a pune cap la cap piesele puzzle-ului FRB, o explozie recent detectată având două atribute cheie care ar putea ajuta astronomii să analizeze mai detaliat aceste explozii enigmatice.

Cea mai recentă detecție de FRB provine de la radiotelescopul sferic cu deschidere de 500 de metri (denumit FAST) din Guizhou, China. Dar această explozie a fost mai mult decât un simplu flash în datele astronomilor. Ea se repetă sporadic, astfel încât cercetătorii au reușit să o localizeze în observațiile ulterioare la telescoape din întreaga lume. Descrisă într-un articol publicat săptămâna aceasta în revista Nature, FRB 20190520B este, de asemenea, asociată cu o sursă persistentă de emisii radio între aceste explozii. Sursa se află la marginea unei galaxii pitice, la o distanţă inimaginabilă, de aproximativ 3 miliarde de ani-lumină față de Pământ.

Pentru a da un sens FRB-urilor, cercetătorii au căutat evenimente precum acesta, care se repetă. „Întrebarea cheie pentru toată lumea este povestea originii sale”, spune autorul studiului, Di Li, cercetătorul șef al telescopului FAST, care conduce divizia radio a Observatoarelor Astronomice Naționale ale Academiei Chineze de Științe. „Ne dorim cu adevărat să știm ce fel de obiect astronomic sau ce fel de fizică poate produce un lucru atât de luminos.”, a mai spus cercetătorul.^[sursa]

Marea majoritate a FRB-urilor pe care astronomii le-au detectat de când au fost descoperite pentru prima dată în anul 2007 au fost evenimente distincte, individuale. Din cele peste 500 de explozii care au fost observate, doar aproximativ 5% se repetă.

Majoritatea celor care nu se repetă reprezintă o provocare suplimentară pentru studiile ulterioare. „Deși sunt foarte luminoase, acestea sunt un eveniment unic. În momentul în care îl extragi din date, ar putea fi a doua zi sau chiar luna următoare. Și atunci pur și simplu nu te mai poți întoarce… nu poți prinde această explozie cosmică în flagrant.”, a spus Li.

Un eveniment unic este intrigant. Dar repetiția este momentul în care cercetătorii încep să descifreze tipare pentru o înțelegere mai profundă a fenomenelor.

De aceea, ultima descoperire FSB oferă cercetătorilor șansa de a pune cap la cap piesele acestui puzzle al exploziei. Aceasta este doar a doua oară când a fost detectată o FSB repetitivă cu o sursă persistentă de unde radio mai slabe între impulsuri, după ce o FSB a fost detectată inițial în anul 2012. Alte repetoare au fost detectate de atunci, dar nicio alta nu a fost asociată cu o sursă radio persistentă, ceea ce oferă astronomilor mai multă textură de studiat.

„Primul nu face decât să pună mai multe întrebări. A doua, a treia și a patra sunt cele care ne ajută să obținem răspunsurile la această întrebare. Acestea sunt o clasă extrem de nouă de evenimente, iar fiecare sursă suplimentară și fiecare punct de date este de aur.”, spune Navin Sridhar, doctorand în astrofizică la Universitatea Columbia, care studiază FRB și realizează simulări pentru a determina fizica unor astfel de fenomene. El nu a fost implicat în noul studiu.

Oamenii de știință încearcă să afle care este sursa acestor explozii violente și câte lucruri diferite ar putea cauza FRB. O parte a acestui efort constă în identificarea locului din cosmos de unde provin exploziile, dar cercetătorii grupează, de asemenea, fenomenele în diferite clase. În prezent, acestea sunt în mare parte separate în repetoare și nerepetoare. Asocierea emisiei radio persistente adaugă un alt aspect.

Cu această nouă detecție, „putem spune cu încredere că [FRB-ul descoperit în anul 2012] nu este o excepție. Așadar, nu putem pune toate FRB-urile într-un singur coș și să spunem: «Bine, toate FRB-urile se comportă în acest fel». Acest lucru indică nașterea unei noi clase de FRB.”, spune Sridhar. Dar FRB-urile paralele ar putea reprezenta o întreagă categorie distinctă de explozii.^[sursa]

Li a sugerat că ar putea exista o altă explicație. Aceste două repetoare ar putea fi FRB-uri mai tinere, spune el. Ideea se bazează pe ceea ce te-ai aștepta să vezi imediat după o explozie. Resturile nu se risipesc imediat. Este nevoie de puțin timp pentru ca materialul să se extindă în cosmos. Dacă astronomii detectează exploziile din timp, acel nor mai dens de ejecta ar putea fi sursa acestor emisii radio persistente. Acest lucru ar explica, de asemenea, de ce este atât de activ, spune Li.

Deși noul FRB detectat are asemănări esențiale cu primul FRB repetat detectat în anul 2012, nu este exact același, spune Sridhar. În plus, spune el, teoria conform căreia aceste explozii sunt deosebit de tinere se bazează pe ipoteze cu privire la ceea ce le determină. În cazul în care un magnetar (o stea neutronică cu un câmp magnetic extrem de puternic) este responsabil, spune el, acest lucru ar avea sens. Dar dacă sursa ar fi, de exemplu, o clasă de găuri negre binare care acumulează materie de la stelele din apropiere, aceasta ar putea, de asemenea, să dezvăluie această semnătură radio, iar ea ar deveni mai puternică în timp.

„Trebuie să știm cu adevărat care este mediul unui FRB pentru a putea identifica motorul care îl alimentează.”, a mai spus Sridhar.

La urma urmei, exploziile de unde radio nu sunt rare. Oamenii de știință au calculat că în fiecare zi se produc în Univers sute de FRB care sunt detectabile pe Pământ. Dar cercetătorii abia încep să zgârie suprafața în înțelegerea acestui fenomen enigmatic. Iar FRB-urile nu sunt singurul mister cosmic.^[sursa]

„Trăim în acest univers foarte dinamic. Continuăm să găsim aceste lucruri ciudate, uneori greu de înțeles, misterioase. Există mult mai multe lucruri necunoscute în univers decât cele care au fost deja cunoscute.”, a conchis Li.