اولین شناسایی منبع انفجار رادیویی سریع در نزدیکی یک ستاره نوترونی

ببه گزارش کمیاب آنلاین، تعدادی از پژوهشگران موسسه فناوری ماساچوست(MIT) برای نخستین بار منبع انفجار رادیویی سریع را در نزدیکی شدید به یک ستاره نوترونی تشخیص داده اند که احتمالا از منطقه ای بسیار نزدیک به یک ستاره نوترونی درحال چرخش، در شعاع 10000 کیلومتری آن سرچشمه گرفته است.

به گزارش کمیاب آنلاین به نقل از ایسنا، انفجارهای رادیویی سریع(FRB) آتش بازیهای زودگذر کیهانی هستند که تنها چند میلی ثانیه طول می کشند. با وجود این که آنها تنها کسری از ثانیه دوام می آورند، می توانند از کل کهکشان ها درخشان تر بتابند، اما منشاء آنها تا حد زیادی ناشناخته باقی مانده است.
اخترشناسان هزاران مورد از این فوران ها را شناسایی کرده اند، اما چگونگی تولد آنها موضوعی مبهم بوده است. برخی نظریه ها نشان می دهند که آنها از امواج ضربه ای قدرتمند سرچشمه می گیرند، در صورتیکه برخی دیگر به محیط های بسیار مغناطیسی اطراف ستاره های نوترونی اشاره می کنند.
اخترشناسان MIT حالا موفق شده اند منبع یکی از این FRBها به نام «FRB 20221022A» را مشخص کنند. انفجاری که از کهکشانی در فاصله 200 میلیون سال نوری از ما کشف شده است.

نزدیک به یک ستاره درحال چرخش

تیم MIT با مطالعه چگونگی نوسانات روشنایی انفجار به این نتیجه رسید که منشأ آن بسیار نزدیک به منبع خود است. این نتیجه با تعدادی از نظریه هایی که نشان می دهند انفجار ممکنست از فاصله دورتر منشاء گرفته باشد، تناقض داشت.
«FRB 20221022A» احیانا از منطقه ای بسیار نزدیک به یک ستاره نوترونی درحال چرخش، در شعاع 10 هزار کیلومتری سرچشمه گرفته است.
منشاء این انفجار بسیار نزدیک به ستاره نوترونی، به شدت به منبع آن یعنی مگنتوسفر (منطقه ای با نیروی مغناطیسی عظیم) اشاره دارد.
این مطالعه برای نخستین بار نشان میدهد که یک انفجار رادیویی سریع می تواند از مگنتوسفر بیاید.
کنزی نیمو(Kenzie Nimmo) نویسنده اصلی و فوق دکترای موسسه کاولی برای اخترفیزیک و تحقیقات فضایی MIT اظهار داشت: در این محیط های ستارگان نوترونی، میدان های مغناطیسی واقعاً در مرزی هستند که جهان می تواند تولید نماید. بحث های زیادی در مورد این که آیا این تابش رادیویی درخشان حتی می تواند از آن پلاسمای شدید فرار کند، وجود دارد.

استفاده از داده های CHIME

«آزمایش نقشه برداری شدت هیدروژن کانادا»(CHIME) از سال 2020 بطور قابل توجهی تشخیص FRBها را بهبود بخشیده است.
این آزمایش در سال 2022 موفق شد «FRB 20221022A» را شناسایی کند که حدودا دو میلی ثانیه طول کشید.
تیم پژوهشگران MIT برای درک منشأ این FRB با پژوهشگران دانشگاه مک گیل همکاری کرد. آنها یک خاصیت منحصر به فرد FRB 20221022A را کشف کردند؛ نور آن یک منحنی قطبش S شکل متمایز را نشان داد.
این الگو شواهد محکمی را ارائه می کند که نشان میدهد این انفجار از یک منبع درحال چرخش، شبیه به تپ اخترها (ستارگان نوترونی بسیار مغناطیسی که در حین چرخش پالس های تابشی ساطع می کنند) سرچشمه می گیرد.
مشاهده این الگوی قطبش منحصر به فرد در FRB 20221022A برای انفجارهای رادیویی سریع بی سابقه بود و به شدت منشأ آنرا در نزدیکی یک ستاره نوترونی نشان میدهد.
این کشف تیم MIT را بر آن داشت تا با بهره گیری از پدیده سوسوزنی برای تایید این فرضیه تحقیقات بیشتری انجام دهند.
درست مانند ستارگان که به سبب جو زمین چشمک می زنند، این انفجارها نیز با عبور امواج رادیویی آنها از گاز میان ستاره ای چشمک می زنند. مقدار این چشمک زدن نشان میدهد که انفجار چقدر به منبع خود است.
مشاهدات CHIME تغییرات قابل توجهی را در روشنایی FRB 20221022A نشان داد که نشان دهنده سوسوزنی است.
آنها وجود گاز بین تلسکوپ و منبع انفجار را تأیید کردند که درحال خم شدن و فیلتر کردن امواج رادیویی بود. این گاز به عنوان یک «عدسی طبیعی» عمل می کرد.
این به آنها امکان داد تا روی منشاء انفجار بزرگنمایی کنند و نشان داد که انفجار از منطقه ای به وسعت فقط 10 هزار کیلومتر فوران کرده است که با درنظر گرفتن فواصل بسیار زیاد نجومی، منطقه ای بسیار کوچک شمرده می شود.
نیمو در بیانیه مطبوعاتی اضافه کرد: این بدان معناست که این FRB احیانا صدها هزار کیلومتر از منبع خود فاصله دارد. این فاصله خیلی نزدیک است. ما انتظار داشتیم از بالاتر از ده ها میلیون کیلومتر دورتر منشا؟ء گرفته باشد و منتظر هیچ سوسوزنی نیز نبودیم.
این مطالعه در مجله Nature انتشار یافته است.

آخرین مطالب مرتبط