Egy gyors rádiókitörés impulzusait megvizsgálva arra jutottak a csillagászok, hogy a jel egy neutroncsillagtól származhat.

A csillagászok a CHIME rádióteleszkóppal felfedeztek egy három másodpercig tartó felvillanást egy távoli galaxisból, amelyben meglepő szabályossággal ismétlődött egy impulzus. (Forrás: CHIME, MIT News)

A gyors rádiókitörések (FRB-k) extrém erős impulzusok, amelyek általában csak néhány milliszekundumig tartanak. Többnyire egyedi eseményként fedezik fel őket, de vannak köztük ismétlődőek is. Az eddig felfedezettek többsége messze a galaxisunkon túlról származik, és a forrásuk ismeretlen. Egy nemzetközi kutatócsoport most felfedezett egy olyan egyedi gyors rádiókitörést, amely talán választ adhat néhány kérdésünkre.

A CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) teleszkóp kiválóan alkalmas a gyors rádiókitörések megfigyelésére, és 2018 óta már több százat sikerült katalogizálni vele. 2020-ban a CHIME teleszkóppal is megfigyelték, amint galaxisunkban egy magnetár, egy ritka, erős mágneses terű neutroncsillag kis energiájú gyors rádiókitörést bocsátott ki.

Az azonban nem egyértelmű, hogy minden hasonló kitörés magnetároktól ered-e. Számos elmélet látott már napvilágot arról, hogy milyen égitestek vagy milyen körülmények hoznak létre gyors rádiókitörést. Jelöltként felmerültek a szupernóvák, a neutroncsillagok és az összeomló pulzárok is. Egyesek még azt is felvetették, hogy földönkívüli civilizációk jelenlétéről árulkodnak.

A CHIME legutóbbi FRB-észlelése, amelyről a kutatók július közepén számoltak be a Nature című lapban, abból a szempontból egyedülálló, hogy körülbelül 3 másodpercig tartott, vagyis sokkal tovább, mint egy átlagos gyors rádiókitörés, és szívveréshez hasonlóan pulzált, kb. 0,2 másodpercenként ismétlődő lökésekkel. Sajátos jellemzői arra utalnak, hogy ez az FRB egy neutroncsillag közeléből származhat.

„A neutroncsillagok forgás közben rádiósugárzást bocsátanak ki, akárcsak egy világítótorony a fényt.” – magyarázza Daniele Michilli (MIT). „A sugárnyaláb sajátos felvillanásokat produkál, és ezek hasonlóak ahhoz, amit ennél az eseménynél látunk.”

Művészi illusztráció egy magnetárról. (Forrás: ESA)

Van néhány bizonyíték arra, hogy a sugárzás a csillag magnetoszférájából származik, nem kívülről, vagyis abból a térrészből, amelyben a csillag mágneses tere dominál.

„Az ehhez hasonló új adatok nagyon fontosak ahhoz, hogy pontos modelleket építsünk.” – mondja Jens Mahlmann (Princeton), aki nem vett részt a kutatásban. „Ez a periodicitást mutató jel arra utalhat, hogy legalább néhány gyors rádiókitörést neutroncsillag hoz létre. Forgó mágneses terüknek fontos szerep jut, amikor bizonyos FRB-k magyarázatát keressük.”

A CHIME az égbolt elég nagy részét megfigyeli, így sok eseményt, naponta több gyors rádiókitörést is elcsíp, de a pontos helyzetüket nem tudja bemérni. Michilli reméli, hogy a CHIME fejlesztései és a többcsatornás (multi-messenger) megfigyelések pontosabb információkhoz juttatnak majd bennünket.

„Jelenleg a világ több részén építünk kisebb CHIME teleszkópokat.” – mondja. „Az a célunk, hogy kiháromszögeljük a jelek helyzetét, hasonlóan ahhoz, ahogy a mobiltelefonok GPS-e működik.”

„A CHIME teleszkóp jelenleg akkora pontossággal képes meghatározni egy gyors rádiókitörés helyzetét az égbolton, mint a telihold látszó mérete.” – teszi hozzá Patrick Boyle (McGill University), a CHIME projekt vezetője. „A három új kiegészítő teleszkóppal ez a terület lecsökken egy nagyjából 40 km-es négyszögre a Hold távolságában.” A kiegészítő távcsövek a nyugat-virginiai Green Bank Obszervatóriumban, a kaliforniai Hat Creek-i Rádió Obszervatóriumban és Princetonban kapnak majd helyet. Amikor a CHIME képes lesz elég sok FRB-t visszavezetni egy-egy ismert asztrofizikai objektumra, remélhetőleg úton leszünk afelé, hogy megtudjuk, hogyan keletkeznek valójában ezek az erős és rövid ideig tartó villanások.

Forrás: Sky&Telescope