Ein kanadisch geführtes Forschungsteam hat die Anzahl sich wiederholender schneller Funkstöße verdoppelt und 25 neue „kosmische Sonden“ hinzugefügt.
Fast Radio Bursts (FRBs) sind kosmische Funksignale: extrem kurze, energiereiche Pulse von Radioemissionen, die aus dem Weltraum kommen. Sie sind ein astronomisches Rätsel, da Wissenschaftler nicht genau wissen, was sie verursacht und woher sie kommen.
Und während Astronomen bisher mehr als 500 FRBs identifiziert haben, wurde bisher nur bei 25 eine Wiederholung beobachtet. Die neue Forschung der Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME)/FRB-Kollaboration, an der UBC-Forscher beteiligt sind, fügt der Liste weitere 25 sich wiederholende FRBs hinzu und legt nahe, dass wir FRBs möglicherweise nicht lange genug beobachtet haben. Von den sich wiederholenden FRBs, die die Kollaboration von 2019 bis 2021 beobachtete, hatten einige nur zwei Bursts, während andere bis zu 12 hatten.
„Viele scheinbar einmalige FRBs wurden einfach noch nicht lange genug beobachtet, um einen zweiten Ausbruch aus der Quelle zu entdecken“, sagte der entsprechende Autor Dr. Ziggy Pleunis (er/ihn), ein Dunlap-Postdoktorand am Dunlap Institute for Astronomy und Astrophysik.
Astronomen wissen, dass FRBs von weit außerhalb der Milchstraße kommen. Sie sind wahrscheinlich die dichten Kerne einst massereicher, explodierter Sterne mit starken Magnetfeldern. Da sich wiederholende FRBs andere Eigenschaften haben als FRBs, bei denen keine Wiederholung beobachtet wurde, einschließlich des Bereichs der emittierten Frequenzen, dachten Astronomen, dass sie möglicherweise einen anderen Ursprung haben.
Die Suche nach mehr sich wiederholenden Quellen ist der Schlüssel zur Beantwortung dieser Frage.
Die heute veröffentlichte Studie in Das Astrophysikalische Journal bietet 25 neue Quellen für Studien. Astronomen können FRBs als kosmische Sonden verwenden, um verschiedene Eigenschaften des Universums zu messen. „Ein spannender Forschungszweig besteht darin, sie zu nutzen, um die Menge an Materie zwischen Galaxien oder dem intergalaktischen Medium zu messen“, sagte Co-Autor Adam Dong (er/er), Doktorand an der UBC-Abteilung für Physik und Astronomie (PHAS). .
Die Gruppe berechnete den Anteil der FRBs, die sich wiederholen, und stellte fest, dass er etwa zwei Prozent betrug. Dies könnte bedeuten, dass sich wiederholende FRBs selten sind oder nur lange Intervalle zwischen den Ausbrüchen haben, sagte Dong. „Wir brauchen eine längere Beobachtungszeit, weil sich einige Wiederholer alle 10 Jahre wiederholen könnten. Wir wissen es einfach nicht. Sie spielen nicht nach unseren Zeitskalen.“
Wiederholte FRBs ermöglichen eine detailliertere Beobachtung derselben Quelle mit anderen Teleskopen sowie mehr Informationen über die Vielfalt der Emissionen, die eine Quelle erzeugen kann. „FRBs, die sich wiederholen, sind großartige Ziele für andere Teleskope, einschließlich solcher, die ihre Positionen sehr genau messen können und uns wissen lassen, aus welchen Galaxien sie stammen“, sagt Co-Autorin Dr. Ingrid Stairs (sie/sie), PHAS-Professorin. „Langfristig hoffen wir, viel über ihre Herkunft zu erfahren.“
Dies ist das erste Mal, dass das CHIME-Team die Daten durchkämmt, um jede bisher erkannte sich wiederholende Quelle zu finden. Um dies zu erreichen, entwickelten sie eine Reihe neuer statistischer Tools. Dongs Arbeit bestand darin, FRBs zu gruppieren, die nahe beieinander liegen, die über zwei Jahre beobachtet wurden, was dann verwendet wurde, um festzustellen, ob die Signale wahrscheinlich von derselben Quelle stammen.
CHIME, das sich in der Nähe des UBC-Campus in Okanagan befindet, hat die Kapazität, jeden Tag den gesamten nördlichen Himmel zu scannen. „Da es zu jedem beliebigen Zeitpunkt von Horizont zu Horizont sieht, ist CHIME viel besser als jedes andere Teleskop darin, FRBs zu finden, selbst wenn wir nicht im Voraus wissen, wo oder wann sie losgehen“, sagt Co-Autor Dr. Alex Hill (er/ihn), Assistenzprofessor für Physik an der UBCO.
Das Team hob 14 weitere Quellen hervor, von denen sie sagen, dass sie vielversprechende sich wiederholende FRB-Kandidaten sind. Ebenfalls von Interesse war ein gemessener Unterschied zwischen den Streuungsmaßen von sich nicht wiederholenden und sich wiederholenden FRBs, was bedeuten könnte, dass die beiden tatsächlich aus unterschiedlichen Quellen stammen oder lediglich von Beobachtungseffekten stammen, sagen die Autoren.
Mehr Informationen:
Bridget C. Andersen et al., CHIME/FRB Discovery of 25 Repeating Fast Radio Burst Sources, Das Astrophysikalische Journal (2023). DOI: 10.3847/1538-4357/acc6c1