Σε
χρόνο πολύ μικρότερο του ενός δευτερολέπτου, απελευθερώνεται ενέργεια πάνω από
100 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Ήλιου. The origins of
millisecond-long bursts of radio emissions, known as fast radio bursts, from
beyond our Galaxy have been enigmatic. The detection of one such burst from a
Galactic source helps to constrain the theories. An artist's impression of a
magnetar in outburst, showing complex magnetic field structure and beamed
emission following a crust-cracking episode. (Image credit: McGill University
Graphic Design Team)
Για
πρώτη φορά στον γαλαξία μας εντοπίστηκαν αστραπιαίες ισχυρές εκρήξεις ραδιοκυμάτων
(Fast Radio Burst-FRB). Πρόκειται πιθανότατα για ένα μάγναστρο (magnetar), δηλαδή ένα ταχέως περιστρεφόμενο άστρο νετρονίων
που διαθέτει ένα τρομερά ισχυρό μαγνητικό πεδίο.
Astronomers didn't
know what to make of the first fast radio bursts, or FRBs. And many scientists
were skeptical, speculating that mundane sources like lightning strikes or even
microwave ovens created the signal. Discover: William Zuback, Roen Kelly,
Alison Mackey
Οι
έντονα φωτεινές και υψηλής ενέργειας αναλαμπές («εκρήξεις») FRB είναι από τα πιο ισχυρά αλλά και μυστηριώδη
έως τώρα φαινόμενα στο σύμπαν, καθώς οι επιστήμονες δεν έχουν καταφέρει να
βρουν μια απόλυτα ικανοποιητική εξήγηση για τη δημιουργία και την προέλευση
τους. Σε χρόνο πολύ μικρότερο του ενός δευτερολέπτου, απελευθερώνεται ενέργεια
πάνω από 100 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Ήλιου.
Οι
FRBs ανακαλύφθηκαν για
πρώτη φορά το 2007 και έκτοτε έχουν εντοπισθεί στο σύμπαν περισσότερες από 20,
οι οποίες έχουν διαρκέσει συνήθως μόνο κλάσματα του δευτερολέπτου, κάτι που
έχει δυσκολεύσει πολύ τον εντοπισμό της πηγής τους, σε συνδυασμό με το ότι οι
περισσότερες προέρχονται από πολύ μακριά, πέρα από το γαλαξία μας. Ως
πιθανότερη προέλευση τους έχουν θεωρηθεί τα άστρα νετρονίων (πάλσαρ), πολύ
πυκνά απομεινάρια γιγάντιων άστρων, που αποτελούν ό,τι απέμεινε μετά από μια
έκρηξη σούπερ-νόβα.
Οι
FRBs ανακαλύφθηκαν για
πρώτη φορά το 2007 και έκτοτε έχουν εντοπισθεί στο σύμπαν περισσότερες από 20,
οι οποίες έχουν διαρκέσει συνήθως μόνο κλάσματα του δευτερολέπτου, κάτι που
έχει δυσκολεύσει πολύ τον εντοπισμό της πηγής τους, σε συνδυασμό με το ότι οι
περισσότερες προέρχονται από πολύ μακριά, πέρα από το γαλαξία μας. Ως
πιθανότερη προέλευση τους έχουν θεωρηθεί τα άστρα νετρονίων (πάλσαρ), πολύ
πυκνά απομεινάρια γιγάντιων άστρων, που αποτελούν ό,τι απέμεινε μετά από μια
έκρηξη σούπερ-νόβα.
The CHIME telescope
in Canada was the first to report it had detected a fast radio burst from a
magnetar near the Milky Way's center. Credit: Andre Renard/CHIME
Αυτή
τη φορά, τρεις ανεξάρτητες ομάδες από τον Καναδά, την Κίνα, τις ΗΠΑ και άλλες
χώρες, οι οποίες συνδύασαν παρατηρήσεις από πολλά επίγεια και διαστημικά
τηλεσκόπια (με κυριότερο το καναδικό ραδιοτηλεσκόπιο CHIME), εντόπισαν την κοντινότερη μέχρι σήμερα
πηγή αστραπιαίων φωτεινών παλμών, συγκεκριμένα των ραδιοκυμάτων της εκπομπής FRB 200428, προερχόμενη κατά πάσα πιθανότητα
από το μάγναστρο SGR
1935+2154. Είναι η πρώτη φορά που οι επιστήμονες έχουν στα χέρια τους δεδομένα
παρατηρήσεων που να δείχνουν ότι τα μάγναστρα -μια ειδική περίπτωση των πάλσαρ-
όντως μπορούν να προκαλέσουν FRBs.
Ένας
πιθανός μηχανισμός για την δημιουργία των ταχέων εκρήξεων ραδιοκυμάτων. A
potential mechanism for the formation of fast radio bursts. A
bright, millisecond-long burst of radio waves, known as a fast radio burst
(FRB), has been detected coming from a highly magnetized stellar remnant (a
magnetar) in our Galaxy. The radio waves were accompanied by X-ray emissions.
One possible mechanism for the formation of such an FRB is that the
magnetar produces a submillisecond-long flare of electrons and other charged
particles, which collides with particles that had been emitted from previous
flares (note that the collision occurs a great distance away from the magnetar;
this distance is not shown to scale). The collision generates an outward-moving
shock front, which in turn produces huge magnetic fields. Electrons gyrate
around the magnetic field lines, and thereby emit a burst of radio waves. The
shock wave also heats the electrons, which causes them to emit X-rays.
Οι
ερευνητές, οι οποίοι έκαναν τέσσερις σχετικές δημοσιεύσεις στο περιοδικό “Nature”, ενώ παρεχώρησαν και σχετική συνέντευξη
Τύπου λόγω της σημασίας της ανακάλυψης τους, ανέφεραν ότι, όπως εκτιμούν πλέον,
τα μάγναστρα μπορούν να παράγουν μερικές, αν όχι όλες, τις FRBs, χωρίς πάντως να μπορούν να αποκλείσουν
και άλλες πηγές προέλευσης, τουλάχιστον προς το παρόν.
«Υπάρχει
ένα μεγάλο μυστήριο, όσον αφορά το τι παράγει αυτές τις μεγάλες εκρήξεις
ενέργειας, τις οποίες έως τώρα έχουμε δει να έρχονται από το μισό σύμπαν. Αυτή
είναι η πρώτη φορά που μπορέσαμε να συσχετίσουμε μια από αυτές τις εξωτικές FRBs με ένα μοναδικό αστροφυσικό αντικείμενο»,
δήλωσε ο επίκουρος καθηγητής φυσικής Κιγιόσι Μασούι του Πανεπιστημίου ΜΙΤ των
ΗΠΑ. «Αυτή η συγκεκριμένη FRB,
που συνέβη στο δικό μας γαλαξία, είναι χιλιάδες φορές φωτεινότερη από
οποιαδήποτε άλλη λάμψη μάγναστρου έχουμε ποτέ δει», πρόσθεσε.
Magnetars are
compact, highly magnetised neutron stars born in the embers of supernovae.
Photograph: Getty Images/iStockphoto
Οι
επιστήμονες δεν έχουν ακόμη απαντήσει στο ερώτημα πώς τα μάγναστρα παράγουν FRBs. Οι περισσότερες ισχυρές εκπομπές
ραδιοκυμάτων στο σύμπαν παράγονται μέσω της λεγόμενης ακτινοβολίας συγχρότρου,
κατά την οποία ένα αέριο που περιέχει ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας, αλληλεπιδρά
με μαγνητικά πεδία, με τρόπο που εκπέμπεται ενέργεια στις ραδιοσυχνότητες. Με
αυτό το μηχανισμό, παράγονται συχνά ραδιοκύματα από τεράστιες μαύρες τρύπες,
όταν αυτές περιβάλλονται από καυτά αέρια. Όμως οι αστροφυσικοί υποψιάζονται ότι
τα μάγναστρα παράγουν ραδιοκύματα μέσω μιας τελείως διαφορετικής διαδικασίας.
Πηγές:
https://www.nature.com/articles/d41586-020-03018-5
- https://astronomy.com/news/2020/11/astronomers-have-finally-found-the-cause-of-mysterious-fast-radio-bursts
- https://www.vradini.gr/astronomoi-entopisan-gia-proti-fora-sto-galaxia-mas-astrapiaies-kai-yperlabres-ekpobes-radiokymaton/#disqus_thread
