Táto práca dokazuje, že nové teleskopy s jedinečnými schopnosťami, ako je ATA, môžu poskytnúť nový pohľad na výnimočné záhady vedy FRB.

Tím vedcov inštitútu SETI odhalil nové poznatky o vesmírnej záhade známej ako rýchle rádiové výbuchy (FRB). Objav a podrobné pozorovanie opakovania FRB 20220912A, uskutočnené na Allen Telescope Array (ATA) inštitútu SETI, objasnilo povahu týchto vesmírnych signálov.

FRB sú krátke, intenzívne záblesky rádiových vĺn z hlbokého vesmíru. Zatiaľ čo väčšina sa vyskytuje iba raz, niektorí „opakovači“ vysielajú signály viac ako raz, čím ďalej zahmlievajú chápanie ich pôvodu. V priebehu 541 hodín pozorovania výskumníci zaznamenali 35 rýchlych rádiových impulzov z opakovača FRB 20220912A. Pozorovania uskutočnené pomocou ATA pokryli široký rozsah rádiových frekvencií a odhalili fascinujúce vzory. Všetkých 35 FRB sa nachádza v spodnej časti frekvenčného spektra, pričom každý má jedinečný energetický podpis.

Dynamické spektrá (alebo „kaskádové“ vzory) všetkých vzplanutí z FRB 20220912A boli detegované pomocou poľa Allen Telescope, frekvenčne spriemerovaných pulzných profilov a časovo spriemerovaných spektier.
Červené tieňované oblasti v grafoch časových radov označujú časové obdobie konkrétnych čiastkových výbojov, pričom červené zvislé čiary označujú hranice susedných čiastkových výbojov. Kredit: SETI Institute

Poznatky z pozorovaní inštitútu SETI

„Táto práca je vzrušujúca, pretože poskytuje potvrdenie známych vlastností FRB a objav niektorých nových,“ povedala Dr. Sofia Shaikh z inštitútu SETI, postdoktorandka a vedúca autorka NSF MPS-Ascend. „Zužujeme zdroj rýchlych rádiových vzplanutí, napríklad na extrémne objekty, ako sú magnetary, ale žiadny existujúci model nedokáže vysvetliť všetky doteraz pozorované vlastnosti. Bolo skvelé byť súčasťou prvej štúdie FRB vykonanej s ATA – Táto práca dokazuje, že nové teleskopy s jedinečnými schopnosťami, ako je ATA, môžu poskytnúť nový pohľad na vynikajúce tajomstvá vedy FRB.

Podrobné výsledky nedávno uverejnené v časopise Mesačné oznámenia Kráľovskej astronomickej spoločnosti (MNRAS), zobrazuje zaujímavé správanie FRB. Tieto nejednoznačné signály ukazujú posun frekvencie smerom nadol, spojenie medzi šírkou pásma a strednou frekvenciou a zmeny v trvaní zhluku v priebehu času. Tím si tiež všimol niečo, čo predtým nebolo hlásené: počas dvoch mesiacov pozorovania došlo k výraznému zníženiu centrálnej frekvencie výbuchov, čo odhalilo neočakávaný hvizd kozmického kĺzania.

Dva parametre dátového súboru FRB 20220912A – stredová frekvencia a šírka pásma – sú vykreslené v priebehu času, v MJD, od začiatku kampane do jej konca (časové obdobie približne 60 dní). Panel a) ukazuje, že centrálna frekvencia FRB sa v priebehu kampane znižuje (so zvyškami z prispôsobených a neparametrických smerníc LOWESS zobrazených nižšie modrou farbou). Panel b) ukazuje rovnaký pokles v priebehu času pre šírku pásma. Kredit: SETI Institute

Okrem toho výskumníci použili tieto pozorovania na predpovedanie bodu zlomu pre najjasnejší FRB 20220912A, čo naznačuje ich príspevok k celkovej rýchlosti kozmického signálu. V skutočnosti bol tento konkrétny objekt zodpovedný za malé percento všetkých silných rýchlych rádiových výbuchov na oblohe počas týchto pozorovaní.

Štúdia sa tiež zaoberala časovými vzormi zhlukových sekvencií, pričom hľadala opakovanie v rámci rýchlych rádiových zhlukov a medzi nimi. Nebol nájdený žiadny jasný vzor, ​​ktorý by zvýrazňoval nepredvídateľnosť týchto nebeských javov.

Úloha Allenovho teleskopického poľa

Táto práca demonštruje dôležitú úlohu, ktorú hrá ATA pri odhaľovaní tajomstiev rýchlych rádiových impulzov. ATA má jedinečnú schopnosť zaznamenať veľké množstvo frekvenčných kanálov súčasne, aj keď sú veľmi rozmiestnené – napríklad tam, kde sú niektoré frekvencie veľmi vysoké a iné veľmi nízke. To umožňuje okamžité kontroly po príchode FRB, aby sa obmedzilo, čo FRB robí súčasne pri vysokých a nízkych frekvenciách. Pokračujúce aktualizácie sľubujú viac možností vidieť slabé rýchle rádiové impulzy na viacerých frekvenciách súčasne, čím zaisťujú, že ATA zostane v popredí rozvoja nášho chápania rýchlych rádiových impulzov.

Allen Telescope Array (ATA) so sídlom na Hat Creek Radio Astronomy Observatory, Kalifornia, USA. ATA prevádzkuje inštitút SETI, je navrhnutý ako špecializovaný nástroj na vyhľadávanie technologických podpisov a má potenciál byť výkonným nástrojom na štúdium prechodných javov. Poďakovanie: Joe Marvia

„Je vzrušujúce vidieť, ako sa ATA zúčastňuje na výskume FRB tri roky po začatí programu aktualizácie,“ povedal Dr. Wael Farah, vedec projektu ATA v inštitúte SETI a spoluautor. „ATA sa môže pochváliť jedinečnými schopnosťami, ktoré sa využívajú v mnohých výskumných snahách vrátane rýchlych prechodných operácií.“

Tento významný objav predstavuje dôležitý krok vpred v pokračujúcej snahe odhaliť tajomstvá extrémnych objektov vo vesmíre. Ako vedci pokračujú v skúmaní vesmíru, každá jedinečná vlastnosť, ktorú objavíme, nás privádza bližšie k pochopeniu pôvodu a povahy týchto presvedčivých kozmických signálov.

Odkaz: „Charakterizácia opakujúceho sa FRB 20220912A pomocou Allen Telescope Array“ od Sophie Z. Sheikh, Wael Farah, Alexander W. Pollack, Andrew B. V., Simeon, Muhammad A. Shamma, Luigi F. Cruz, Roy H. Davis, David R. DeBoer, Vishal Gajjar, Phil Karn, Jamar Keetling, Wenbin Lu, Mark Masters, Pranav Premnath, Sarah Schultz, Carol Shoemaker, Gurmehar Singh a Michael Snodgrass prijali, Mesačné oznámenia Kráľovskej astronomickej spoločnosti.
arXiv:2312.07756