Amikor kezdjük úgy gondolni, hogy már értjük a rejtélyes gyors rádiókitöréseket (FRB-ket), az új észlelésekből kiderül, hogy még mindig van mit tanulnunk.

A milliszekundumos rádiókitörések általában a galaxisunktól távol eső forrásokból erednek. 2020-ban azonban a Tejútrendszer magnetárja gyors rádiókitöréshez hasonló sugárzást bocsátott ki, csak annál jóval gyengébbet. Továbbra is rejtély volt, hogy egy magnetár hogyan tud ilyen erős kitöréseket produkálni, de egy vázlatos magyarázat már kialakulni látszott.

Illusztráció egy erős mágneses terű neutroncsillagról (magnetárról), amely rádiósugárzást (vörös) bocsát ki. A gyors rádiókitörések forrásai nagy eséllyel magnetárok lehetnek. (Forrás: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF)

Egy új gyors rádiókitörés felfedezése most megint felkavarta az állóvizet. Az FRB 20190520B jelű gyors rádiókitörést felfedező Di Li (Chinese Academy of Sciences) és munkatársai a Nature folyóiratban azt állítják, hogy egy teljesen új típussal van dolgunk. Nemcsak a gyors rádiókitörésekről alkotott ismereteinket zavarja össze, de akár teljesen el is vetheti azokat a próbálkozásokat, amelyek kozmológiai szondákként igyekeznek felhasználni e jelenségeket.

A Very Large Array (VLA) rádióantenna-hálózat felvétele a 20190520B jelű gyors rádiókitörésről (vörös). A látható tartományban készült háttérfelvételen minden kis kék folt egy-egy távoli törpegalaxist mutat. (Forrás: Niu et al. / Nature 2022; Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF; CFHT)

Az észlelt gyors rádiókitörés már a kezdetektől kivételesnek számított, ahogy újra és újra felfényesedett a kínai FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope) rádióteleszkóp felvételein. A többszörös kitörés alapján látszott, hogy ez az FRB a gyors rádiókitöréseknek abba a néhány százalékába tartozik, amelyek ismétlődnek. A legtöbb ismétlődő FRB-vel ellentétben azonban itt nem találjuk meg a kitörések és csendes időszakok szokásos, feltűnő ciklikusságát.

„Az FRB 20190520B az eddig ismert egyetlen tartósan ismétlődő gyors rádiókitörés, ami azt jelenti, hogy eddig egyszer sem kapcsolt le.” – mondja Li. Továbbá bármi is idézte elő, ez a gyors rádiókitörés állandó rádiósugárzást bocsát ki. A csillagászok eddig mindössze két másik gyors rádiókitörést azonosítottak állandó rádióforrással, és ezek közül az egyik alacsony energiájú rádiósugárzása valószínűleg a galaxisában éppen zajló csillagkeletkezésből származik. Az FRB 20190520B rádiósugárzása sokkal összetettebb, és a kutatók úgy gondolják, hogy magához az FRB-hez kapcsolható.

A kutatók számára azonban ennél is fontosabb, hogy úgy tűnik, ez a gyors rádiókitörés erős mágneses terekkel és ionizált gázzal teli extrém környezetből származik. Li és munkatársai erre úgy jöttek rá, hogy megvizsgálták az FRB sugárzásának szétterülését a különböző frekvenciákon, vagyis a diszperzió mértékét (DM).

A szétterülést az okozza, hogy a rádióhullámok áthatolnak a plazmán, ami bőséggel megtalálható a gyors rádiókitörések környezetében. A csillagászok úgy gondolják, hogy az erős diszperziót az a ritka gáz okozza, amellyel a rádióhullámok az intergalaktikus térben találkoznak hosszú útjuk során. Így a csillagászok az FRB jeleit felhasználhatják az intergalaktikus gázok sűrűségének és eloszlásának vizsgálatára.

A kutatócsoport az új-mexikói Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) antennahálózattal és a hawaii Kanadai–Francia–Hawaii Teleszkóppal (CFHT) egy 2,9 milliárd fényévnyire lévő törpegalaxisra szűkítette le az FRB 20190520B lehetséges helyét, és csupán 0,8% a valószínűsége, hogy a kettő véletlenül látszik éppen egy irányban. De ha az FRB teljes diszperzióját az intergalaktikus utazás okozza, akkor a sugárzásnak több mint 7 milliárd évig kellett úton lennie. A kutatók rájöttek, hogy a jel nagy mértékű diszperzióját nem csupán a ritka intergalaktikus gáz okozza, sokkal inkább az FRB-t körülvevő sűrű plazma.

„Egyetértek a tanulmányban megfogalmazott következtetéssel, miszerint a erős diszperziót valószínűleg az FRB-forrás közvetlen környezete okozza, nem pedig a galaxis maga.” – mondja Adam Lanman (McGill University), gyors rádiókitöréseket vizsgáló kutató, aki nem vett részt a kutatásban. „Ez a forrás egyelőre egyedinek látszik.” – teszi hozzá. „Ha viszont még több hasonló forrást találunk, akkor az FRB-k kozmológiai szondákként való használata a továbbiakban csak korlátozottan lesz lehetséges.”

Az FRB 20190520B elhelyezkedése az égbolton. (Forrás: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF)

A felfedezés kérdésessé teszi azt az elméletet is, amelyben egyébként már sokan kételkednek, hogy minden FRB mögött egy magnetár áll. Több különböző típusú gyors rádiókitörés van, és a most felfedezett forrás tulajdonságai csak tovább bonyolítják a kategorizálást.

„Azt mondanám, hogy a felfedezés egy robbanásos esemény, például egy rendkívül fényes szupernóva, amely szintén magyarázhatja a tartós rádióforrást.” – mondja Li. „Azt nem mondhatjuk, hogy a magnetár kizárt.”

Az biztos, hogy még fogunk hallani a gyors rádiókitörésekről: Li szerint az utánkövetéses megfigyelések már több új tanulmány megszületését eredményezték.

Forrás: Sky & Telescope