Αστρονόμοι ανιχνεύουν μυστηριώδες «καρδιοχτύπι» σε απόσταση δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη

Αστρονόμοι του MIT ανίχνευσαν ένα μυστηριώδες σήμα από τα βάθη του Διαστήματος, το οποίο μοιάζει με καρδιοχτύπι. Πρόκειται για ένα περιοδικό μοτίβο ισχυρών παλμών ραδιοκυμάτων που μπορεί να προέρχονται από ένα μακρινό αστέρι νετρονίων.

Το περίεργο αυτό σήμα κατατάσσεται στα fast radio bursts ή FRB που περιγράφουν ισχυρές βραχύχρονες εκρήξεις ραδιοκυμάτων άγνωστης αστροφυσικής προέλευσης, που συνήθως διαρκούν μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου. Ωστόσο, αυτό που ξεχωρίζει το συγκεκριμένο

ραδιοσήμα από όμοιά του και που το κάνει τόσο σπάνιο, είναι η διάρκειά του που φτάνει μέχρι και τα 3 δευτερόλεπτα, αλλά και το μέγεθός του που είναι 1.000 φορές μεγαλύτερο από ένα μέσο FRB. Μέσα σε αυτά τα τρία δευτερόλεπτα λοιπόν, επαναλαμβάνεται ένας καθαρός περιοδικός ραδιοπαλμός διάρκειας 0.2 δευτερολέπτων, παρόμοιος με μία καρδιά που χτυπάει.

Αυτό το ραδιοσήμα είναι επί του παρόντος το μεγαλύτερο σε διάρκεια ζωής και με το πιο σαφές περιοδικό μοτίβο, που έχει ανιχνευθεί μέχρι σήμερα και οι ερευνητές το ονόμασαν FRB 20191221A.

Η πηγή του σήματος βρίσκεται σε έναν μακρινό γαλαξία, αρκετά δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Το τι ακριβώς μπορεί να είναι αυτή η πηγή παραμένει μυστήριο, αν και οι αστρονόμοι υποπτεύονται ότι το σήμα θα μπορούσε να προέρχεται είτε από ένα πάλσαρ είτε από ένα μάγναστρο, τα οποία είναι και τα δύο είδη άστρων νετρονίων- εξαιρετικά πυκνοί, ταχέως περιστρεφόμενοι πυρήνες γιγάντιων αστεριών που έχουν καταρρεύσει.

«Δεν υπάρχουν πολλά πράγματα στο σύμπαν που εκπέμπουν αυστηρά περιοδικά σήματα», λέει ο Daniele Michilli, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Ινστιτούτο Kavli του MIT στην Αστροφυσική και τη Διαστημική Έρευνα. «Παραδείγματα που γνωρίζουμε στον δικό μας γαλαξία είναι τα ραδιοπάλσαρ και τα μάγναστρα, τα οποία περιστρέφονται και εκπέμπουν δέσμες φωτός παρόμοιες με ενός φάρου».

Η ομάδα ελπίζει να ανιχνεύσει περισσότερα περιοδικά σήματα από αυτή την πηγή, που θα μπορούσαν μετά να χρησιμοποιηθούν ως ένα αστροφυσικό «ρολόι»: Για παράδειγμα, η συχνότητα των εκλάμψεων, και το πώς αυτές αλλάζουν καθώς η πηγή απομακρύνεται από τη Γη, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση του ρυθμού με τον οποίο διαστέλλεται το σύμπαν.

Βραχύχρονες εκρήξεις ραδιοκυμάτων

Από τότε που ανακαλύφθηκε η πρώτη FRB το 2007, εκατοντάδες παρόμοιες εκρήξεις ραδιοκυμάτων έχουν ανιχνευθεί σε όλο το σύμπαν, με πιο πρόσφατες αυτές που εντοπίστηκαν από το Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment, ή CHIME, ένα ραδιοσυμβολόμετρο (είδος τηλεσκοπίου) που αποτελείται από τέσσερις μεγάλους παραβολικούς ανακλαστήρες και που βρίσκεται στο Αστροφυσικό Παρατηρητήριο Dominion Radio στη Βρετανική Κολομβία, στον Καναδά.

Το CHIME παρατηρεί συνεχώς τον ουρανό καθώς η Γη περιστρέφεται και είναι ευαίσθητο σε βραχύχρονες εκρήξεις ραδιοκυμάτων. Από τότε που άρχισε να παρατηρεί τον ουρανό το 2018, το CHIME έχει ανιχνεύσει εκατοντάδες FRB που προέρχονται από διαφορετικά μέρη του.

Η συντριπτική πλειονότητα των FRB που έχουν παρατηρηθεί μέχρι σήμερα αφορά μεμονωμένες και εξαιρετικά φωτεινές εκρήξεις ραδιοκυμάτων που διαρκούν μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου πριν αναβοσβήσουν. Αυτή η νέα πηγή FRB, είναι η πρώτη που παράγει ένα περιοδικό ή κυκλικό μοτίβο γρήγορων εκρήξεων ραδιοκυμάτων, το οποίο εξελίσσεται ως εξής: μία ή δύο εκρήξεις εμφανίζονται σε τέσσερις ημέρες, ακολουθούμενες από μια περίοδο 12 ημερών χωρίς ριπές, μετά την οποία το μοτίβο επαναλαμβάνεται. Αυτός ο κύκλος των 16 ημερών διαπιστώθηκε ξανά και ξανά μέσα σε 500 ημέρες παρατηρήσεων.

Η κύρια διαφορά μεταξύ του νέου σήματος από τα δικά μας γαλαξιακά πάλσαρ και μάγναστρα είναι ότι το FRB 20191221A φαίνεται να είναι περισσότερο από ένα εκατομμύριο φορές φωτεινότερο. Οι αστρονόμοι ελπίζουν να πιάσουν πρόσθετες εκρήξεις από το περιοδικό FRB 20191221A, το οποίο μπορεί να βοηθήσει να βελτιώσουν την κατανόησή τους για την πηγή τους και για τα αστέρια νετρονίων γενικότερα.

«Αυτή η ανίχνευση εγείρει το ερώτημα τι θα μπορούσε να προκαλέσει αυτό το ακραίο σήμα που δεν έχουμε ξαναδεί και πώς μπορούμε να το χρησιμοποιήσουμε για να μελετήσουμε το σύμπαν», λέει ο Michilli. «Τα μελλοντικά τηλεσκόπια υπόσχονται να ανακαλύπτουν χιλιάδες FRB το μήνα και σε εκείνο το σημείο μπορεί να βρούμε πολλά περισσότερα από αυτές».

Στα τέλη Απριλίου, το CHIME έλαβε ένα σήμα που έμοιαζε με μια βραχύχρονη έκρηξη ραδιοκύματος, που προερχόταν από ένα φλεγόμενο μαγνήτη, περίπου 30.000 έτη φωτός από τη Γη. Εάν το σήμα επιβεβαιωθεί, αυτό θα είναι το πρώτο FRB που ανιχνεύεται στον δικό μας γαλαξία, καθώς και η πιο συναρπαστική απόδειξη για μάγναστρα ως πηγή αυτών των μυστηριωδών κοσμικών σπινθήρων.

Η ανακάλυψη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature

Πηγή: ΜΙΤ

#ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ #ΔΙΑΣΤΗΜΑ #ΕΡΕΥΝΑ