M81, ako ju zobrazil Spitzerov vesmírny ďalekohľad. (NASA/JPL-Caltech) Nedávno objavené opakovanie rýchly výbuch rádia ( FRB ) s názvom FRB 20200120E prehlbuje záhadu týchto už aj tak hlboko tajomných vesmírnych signálov.
Astronómovia sledovali jeho polohu v galaxii vzdialenej 11,7 milióna svetelných rokov, čo z nej robí najbližší známy extragalaktický rýchly rádiový výboj, 40-krát bližšie ako najbližší extragalaktický signál.
Objavuje sa však aj v guľovej hviezdokope – zhluku veľmi starých hviezd, ktoré vôbec nie je miestom, kde by sa dalo očakávať, že nájdeme typ hviezdy, ktorý chrlí FRB.
Jeho objav naznačuje odlišný mechanizmus tvorby týchto hviezd, čo naznačuje, že FRB by sa mohli objaviť zo širšej škály prostredí, ako sme si mysleli.
FRB boli diabolské vedcov od prvého objavenia v roku 2007. Pozostávajú z mimoriadne silných signálov z hlbokého vesmíru,milióny svetelných rokov ďaleko, niektoré vybíjajú viac energie ako 500 miliónov sĺnk a detekovaný iba v rádiových vlnových dĺžkach.
Napriek tomu sú tieto výbuchy šokujúco krátke, kratšie než mihnutie oka – trvajú len milisekúndy – a väčšina z nich sa neopakuje, takže je veľmi ťažké ich predvídať, sledovať, a teda pochopiť.
Analýzou jemnej štruktúry týchto rádiových signálov astronómovia našli typ objektu, o ktorom si mysleli, že by ho mohol spôsobiť, s kompaktnými objektmi, ako napr. neutrónové hviezdy vedúca teória.
Potom v roku 2020 prišiel obrovský prelom.FRB bol konečne zistený z vnútra galaxie Mliečna dráha,emitované magnetarom.
Magnetary – z toho veľa z nich sa dodnes nepotvrdilo – sú vzácnym druhom neutrónová hviezda , zrútené jadro mŕtvej hviezdy, ktorá začínala s hmotnosťou 8 až 30-násobku hmotnosti Slnka. Neutrónové hviezdy sú malé a husté, s priemerom približne 20 kilometrov (12 míľ) s maximálnou hmotnosťou približne dvoch Sĺnk.
Magnetary, ako už názov napovedá, pridávajú do mixu niečo iné: absolútne šialené magnetické pole – okolo a kvadriliónkrát silnejší ako magnetické pole Zeme a tisíckrát výkonnejší ako u normálnej neutrónovej hviezdy.
To nás privádza späť k FRB 20200120E. Je to menšina medzi FRB – FRB, ktorá opakuje svoje dávky – ale okrem toho sa dokonale hodí k profilu.
Pretože sa to opakuje, astronómovia dokázali ľahšie určiť miesto na oblohe, z ktorého pochádza. Analýzou ďalších vlastností signálu dokázali určiť, že prešiel relatívne krátku vzdialenosť.
Toto ich viedlo v roku 2021 do a veľkolepá špirálová galaxia s názvom M81, aj keď s určitou mierou neistoty. Presnejšie povedané, vedci sa domnievali, že sledovali FRB 20200120E ku guľovej hviezdokope.
V štúdii publikovanej v Príroda tento týždeň tím astronómov potvrdil túto polohu.
Tu je dôvod, prečo je to problém. Guľové hviezdokopy sú kompaktné skupiny hviezd, ktoré bývajú veľmi staré a majú dlhú životnosť, ako aj nízku hmotnosť, nie je väčšia ako hmotnosť Slnka . Predpokladá sa, že všetky ich hviezdy vznikli z rovnakého oblaku plynu v rovnakom čase; tak ako malé mesto, aj tieto hviezdy potom prežívajú svoje väčšinou pokojné existencie spolu.
Neutrónové hviezdy, ako sme už spomenuli, majú tendenciu vznikať z hviezd s vyššou hmotnosťou, ktoré majú tiež oveľa kratšiu životnosť v hlavnej sekvencii (spaľovanie vodíka). tie typu OB . Vo všeobecnosti by ste teda nečakali, že v guľovej hviezdokope nájdete neutrónové hviezdy alebo magnetary.
'Tu uvádzame pozorovania, ktoré lokalizovali FRB do guľovej hviezdokopy spojenej s M81, kde je vzdialená 2 parseky od optického stredu zhluku,' vedci napíšte do ich papiera .
'Guľové hviezdokopy sú hostiteľmi starých hviezdnych populácií, náročných modelov FRB, ktoré vyvolávajú mladé magnetary vytvorené v supernove s kolapsom jadra.'
Nebojte sa však – pretože existuje zaujímavý precedens.
Z času na čas sa zistilo, že v guľovej hviezdokope sa nachádza typ rýchlo rotujúcej neutrónovej hviezdy známej ako milisekundová hviezda. stlačte tlačidlo . Pretože sú guľové hviezdokopy tak husto osídlené, hviezdy môžu interagovať a dokonca sa navzájom zrážať, čím vznikajú objekty, ako sú nízkohmotné röntgenové dvojhviezdy pulzary .
Podľa výskumného tímu to predstavuje ďalšie zaujímavé mechanizmy pre vznik magnetaru mimo supernovy masívnej hviezdy s kolapsom jadra. Nízkohmotný biely trpaslík, ktorý interaguje s materiálom z inej hviezdy a vytvára z nej materiál, by mohol získať dostatočnú hmotnosť na to, aby sa zrútil na neutrónovú hviezdu; alebo by sa dvaja bieli trpaslíci mohli spojiť do rovnakého konca.
Je tiež možné, že zdrojom FRB vôbec nie je magnetar, ale röntgenová dvojhviezda s nízkou hmotnosťou, ako je biely trpaslík a neutrónová hviezda alebo neutrónová hviezda a exoplanéta. Môže to byť aj prírastok čierna diera .
Dôkazy pre tieto vysvetlenia chýbajú – neexistuje žiadna aktivita röntgenového alebo gama žiarenia, ktorá by tieto systémy typicky sprevádzala – ale stále ich nemožno vylúčiť.
Nech už je odpoveď akákoľvek, zdá sa, že FRB 20200120E má veci otriasť. Buď nás to naučí niečo nové o interakciách hviezd v guľových hviezdokopách, alebo nám poskytne nový formačný kanál pre FRB.
Keďže ide o opakujúci sa FRB, ktorý je nám taký blízky, predstavuje vzácnu príležitosť podrobne preskúmať tieto záhadné signály.
Zistenia sú uvedené v Príroda .
Bola uverejnená staršia verzia tohto článku v júni 2021 keď bola štúdia predtlačou.