Agosto 9, 2022

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L’esplosione appena scoperta sfida ciò che la scienza sa sulle esplosioni radio veloci

Un’esplosione radio cosmica recentemente scoperta con proprietà uniche fornisce agli scienziati importanti indizi sulle possibili cause di questi misteriosi fenomeni astronomici noti come esplosioni radio veloci (FRB).

Successivamente, un’immagine ottica, infrarossa e radio del campo di FRB 20190520B. Credito: K. Aggarwal et al.

Allo stesso tempo, tali caratteristiche sfidano ciò che gli astronomi pensavano di sapere su queste potenti esplosioni, come mostrato in un nuovo studio pubblicato sulla rivista. natura Durante questo mese.

Scoperti per la prima volta nel 2007, sono impulsi estremamente luminosi di onde radio provenienti da galassie lontane. In appena una frazione di secondo, rilasciano la stessa quantità di energia del sole per diversi giorni. Negli ultimi 15 anni sono stati osservati circa 800 FRB e questo numero tende ad aumentare sempre di più.

Secondo Kshitij Aggarwal, un ricercatore affiliato alla West Virginia University negli Stati Uniti, quando il telescopio cattura l’FRB, una delle caratteristiche più importanti che gli scienziati osservano è qualcosa chiamato scattering, che è essenzialmente una misura di quanto si espanderà l’FRB quando raggiunge la Terra.

« Le plasma qui se trouve entre les étoiles et les galaxies ralentit toute la lumière – y compris les ondes radio -, mais les bass frequences ressenent cet effet plus fortement et ralentisent plus que les haqusés ondes radio -, mais les bass frequences ressenent cet effet plus fortement et ralentissent plus que les haqusés ondes radio » Location. dialogo.

“Gli FRB hanno una gamma di frequenze, quindi la luce ad alta frequenza dell’esplosione colpisce la Terra prima delle frequenze più basse, causando la dispersione”, ha affermato il ricercatore, che è uno degli autori del nuovo studio. “Ciò consente agli scienziati di utilizzare lo scattering per stimare la distanza dalla Terra generata dall’FRB. Più a lungo viene allungato l’FRB, più plasma deve passare il segnale e più lontana è la sorgente”.

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FRB190520 è un burst radio a ripetizione veloce

Il nuovo FRB è stato scoperto da Aggarwal e dal suo team chiamato FRB190520. Hanno scoperto che utilizza il radiotelescopio sferico cinese con apertura di 500 m (FAST), noto anche come “Sky Eye”.

“Una delle cose interessanti che abbiamo immediatamente notato su FRB190520 è che è uno dei soli 24 FRB che esegue l’iterazione e fa molto più degli altri”, ha affermato Aggarwal. “Ha prodotto 75 raffiche in un periodo di sei mesi nel 2020.”

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Nei grafici A-line è lo spettro dinamico della frequenza del burst con evidenza significativa di amplificazione dell’impulso. In b sono esempi di burst senza evidenza significativa di amplificazione dell’impulso. Credito: K. Aggarwal et al.

Il team ha quindi utilizzato le osservazioni del radiotelescopio VLA (Very Large Array) all’avanguardia nel New Mexico, negli Stati Uniti, per saperne di più su questo FRB ed è stato in grado di localizzarne la fonte: una galassia nana. miliardi di anni luce dalla Terra. “In quel momento abbiamo iniziato a renderci conto dell’importanza di questo FRB”, ha riferito Aggarwal.

In primo luogo, hanno scoperto che c’era un segnale radio continuo, anche se molto più debole, da qualcosa nello stesso luogo da cui proveniva FRB190520. “Poiché siamo stati in grado di determinare che l’FRB ha avuto origine da una galassia nana, siamo stati in grado di determinare la distanza esatta di questa galassia dalla Terra. Ma questo risultato è privo di significato.

Con sorpresa dei ricercatori, la stima della distanza effettuata utilizzando lo scattering FRB era di 30 miliardi di anni luce dalla Terra, una distanza 10 volte maggiore degli effettivi 3 miliardi di anni luce dalla Terra. galassia.

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Gli astronomi sono stati in grado di determinare solo la posizione esatta – e quindi la distanza dalla Terra – di altri 19 FRB. Per il resto degli FRB conosciuti, gli astronomi devono fare affidamento solo sulla dispersione per stimare la loro distanza dal nostro pianeta.

“Per gli FRB con siti di origine noti, le distanze di dispersione stimate sono molto simili alle distanze effettive delle loro galassie madri”, ha spiegato Aggarwal. “Ma questo nuovo FRB mostra che le stime che utilizzano la diffusione a volte possono essere errate e gettare molte ipotesi fuori dalla finestra”.

e dopo

Questa nuova scoperta solleva alcune domande, come ad esempio se i segnali radio persistenti siano comuni, quali condizioni producono e se lo stesso fenomeno che produce FRB sia responsabile dell’emissione del segnale radio persistente.

Inoltre, secondo Agarwal, anche il motivo per cui FRB190520 sparso è molto più grande di quanto dovrebbe essere un grande mistero. “Era dovuto a qualcosa di simile all’FRB? Era correlato alla sorgente radio persistente? Aveva qualcosa a che fare con la materia nella galassia a cui appartiene l’FRB? Non tutte queste domande hanno avuto risposta”, ha detto il ricercatore , spiegando che lui e il suo team si concentreranno sullo studio del fenomeno utilizzando diversi telescopi diversi in tutto il mondo.

“Studiando FRB, la sua galassia e l’ambiente spaziale intorno alla sua sorgente, speriamo di trovare risposte a molti dei misteri che ha svelato”, ha detto.

Altre risposte potrebbero venire anche da ulteriori studi su questo e altri FRB nei prossimi anni. Più ampio è il catalogo delle registrazioni degli astronomi, maggiori sono le loro possibilità di scoprire FRB con proprietà eccitanti che potrebbero aiutare a svelare questi affascinanti fenomeni astronomici.

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