Een mysterieuze snelle radio-uitbarsting gaat terug naar een zeldzame cluster van sterrenstelsels

Meld u aan voor de wetenschapsnieuwsbrief Wonder Theory van CNN. Verken het universum met nieuws over fascinerende ontdekkingen, wetenschappelijke vooruitgang en meer.

CNN
—

Astronomen hebben een van de krachtigste en meest verre snelle radio-uitbarstingen ooit ontdekt naar zijn ongewone kosmische thuis: een zeldzame ‘bubbelachtige’ cluster van sterrenstelsels. Deze onverwachte ontdekking zou meer licht kunnen werpen op de oorzaken van mysterieuze radiogolfexplosies, die wetenschappers al jaren in verwarring brengen.

Het intense signaal, FRB 20220610A genaamd, werd voor het eerst gedetecteerd op 10 juni 2022 en reisde 8 miljard lichtjaar af om de aarde te bereiken. Een lichtjaar is de afstand die het licht in één jaar aflegt, oftewel 5,88 biljoen mijl (9,46 biljoen km).

Snelle radio-uitbarstingen, of FRB's, zijn intense, milliseconden lange uitbarstingen van radiogolven van onbekende oorsprong. De eerste FRB werd in 2007 gedetecteerd en sindsdien zijn honderden van deze snelle kosmische flitsen gedetecteerd die afkomstig zijn van verre punten in het heelal.

Deze snelle radioflits duurde minder dan een milliseconde, maar was vier keer energieker dan eerder gedetecteerde snelle radioflitsen. Volgens één rapport kwam bij de explosie het equivalent van de actieve emissies van onze zon over een periode van dertig jaar vrij Het vooronderzoek verscheen in oktober.

Veel snelle radioflitsen zenden extreem heldere radiogolven uit die hoogstens een paar milliseconden duren voordat ze verdwijnen, waardoor ze moeilijk waar te nemen zijn.

Radiotelescopen zijn nuttig gebleken voor het volgen van de paden van snelle kosmische flitsen, dus gebruikten onderzoekers de Australian Square Kilometer Radio Telescope, of ASKAP, in West-Australië en de Very Large Telescope van de European Southern Observatory in Chili om vast te stellen waar de mysterieuze explosie vandaan kwam. .

De waarnemingen leidden wetenschappers naar een gigantische hemelbol, waarvan aanvankelijk werd gedacht dat het een enkel onregelmatig sterrenstelsel was of een groep van drie op elkaar inwerkende sterrenstelsels.

Nu hebben astronomen beelden van de Hubble-ruimtetelescoop gebruikt om te onthullen dat de snelle radioflits afkomstig was van een cluster van minstens zeven sterrenstelsels die zo dicht bij elkaar lagen dat ze allemaal in de Melkweg konden passen.

De resultaten werden dinsdag gepresenteerd tijdens de 243e bijeenkomst van de American Astronomical Society in New Orleans.

De sterrenstelsels in de cluster lijken op elkaar in te werken en zijn mogelijk aan het samensmelten, wat volgens de onderzoekers tot een snelle radio-uitbarsting kan hebben geleid.

“Zonder de beeldvorming van Hubble zou het nog steeds een mysterie zijn of deze snelle radioflits afkomstig was van een enkel, homogeen sterrenstelsel of van een soort cluster”, zegt hoofdonderzoeksauteur Alexa Gordon, een doctoraalstudent in de astronomie aan de Weinberg School van de Northwestern University. van de kunsten Interactieve systemen. En wetenschap, in een verklaring.

“Het zijn dit soort omgevingen – deze exotische omgevingen – die ons ertoe aanzetten het mysterie van snelle radioflitsen beter te begrijpen.”

De cluster van sterrenstelsels, bekend als de Compact Cluster, is uitzonderlijk en een voorbeeld van ‘de dichtste galactische structuren die we kennen’, zegt co-auteur van het onderzoek Wen-Fei Fong, universitair hoofddocent natuurkunde en astronomie aan de Northwestern University en Gordons adviseur.

Wanneer sterrenstelsels op elkaar inwerken, kunnen ze explosies van stervorming veroorzaken, die in verband kunnen worden gebracht met een explosie, zei Gordon.

Snelle radio-uitbarstingen zijn grotendeels terug te voeren op geïsoleerde sterrenstelsels, maar astronomen hebben ze ook gevonden in bolvormige sterrenhopen, die nu een compacte cluster zijn, zei Gordon.

“We moeten gewoon meer van deze snelle radioflitsen blijven vinden, zowel dichtbij als veraf, en in al deze verschillende soorten omgevingen,” zei ze.

Sinds hun eerste ontdekking zo'n twintig jaar geleden zijn bijna duizend snelle radioflitsen waargenomen, maar astronomen weten nog steeds niet wat de oorzaak van deze uitbarstingen is.

Maar velen zijn het erover eens dat compacte objecten, zoals zwarte gaten of neutronensterren, en de dichte overblijfselen van geëxplodeerde sterren er waarschijnlijk bij betrokken zijn. Magnetars, of sterren met een hoog magnetisme, kunnen volgens recent onderzoek de oorzaak zijn van snelle radio-uitbarstingen.

Door te begrijpen waar snelle radioflitsen vandaan komen, kunnen astronomen beter bepalen wat er fundamenteel voor zorgt dat ze door het universum stromen.

“Hoewel tot nu toe honderden FRB-gebeurtenissen zijn gedetecteerd, is slechts een klein deel daarvan in kaart gebracht op hun gaststelsels”, zei co-auteur Yuexin Fic Dong in een verklaring. “Binnen deze kleine fractie kwamen er maar een paar uit de dichte galactische omgeving, maar geen enkele is in zo'n compacte groep gezien. Hun geboorteplaats is dus echt zeldzaam.” Dong is een National Science Foundation Research Fellow en een doctoraalstudent in de astronomie in het laboratorium van Fung aan de Northwestern University.

Verdere inzichten in snelle radioflitsen kunnen ook leiden tot ontdekkingen over de aard van het universum. Terwijl de jets miljarden jaren door de ruimte reizen, hebben ze interactie met kosmische materie.

“Vooral radiogolven zijn gevoelig voor materiaal dat zich langs de gezichtslijn bevindt – van de FRB-locatie naar ons,” zei Fung. “Dit betekent dat de golven door elke wolk van materiaal rond de plaats van de snelle radio-uitbarsting moeten reizen, door het gaststelsel, door het universum en uiteindelijk door de Melkweg. Door de tijdsvertraging in het FRB-signaal zelf kunnen we meten de som van al deze bijdragen.”

Gordon zei dat astronomen in de toekomst steeds gevoeliger methoden verwachten voor het detecteren van snelle radioflitsen, wat ertoe zou kunnen leiden dat er meer van hen op grotere afstanden worden gedetecteerd.

“Uiteindelijk proberen we de vragen te beantwoorden: wat veroorzaakt ze? Wat zijn hun voorouders en wat is hun oorsprong? Hubble's observaties bieden verbazingwekkend inzicht in de verbazingwekkende soorten omgevingen die tot deze mysterieuze gebeurtenissen leiden”, aldus Fong.