gov-civil-vilareal.ptMysterieuze uitbarstingen van radiopulsen geven de voorkeur aan de liefdevolle armen van een melkwegstelsel
>Door te kijken in welke buurten ze wonen, astronomen beginnen meer grip te krijgen op mysterieuze, extreem korte en krachtige flitsen van energie die Fast Radio Bursts worden genoemd .
FRB's, in het kort, zijn behoorlijk raar. Ze zijn intens maar extreem kort, duren een milliseconde of zo, en zo krachtig dat ze op intergalactische afstanden kunnen worden gedetecteerd; velen zijn extreem ver weg. De eerste werd ontdekt in 2001 maar werd pas later opgemerkt, toen astronomen naar gearchiveerde gegevens keken. Ze beginnen en eindigen in letterlijk minder tijd dan een oogwenk, dus het is buitengewoon moeilijk om er een te spotten, maar toen we eenmaal wisten dat ze er waren, werden astronomen slim en bedachten ze meer manieren om ze te herkennen. Tot dusver zijn er ongeveer duizend gedetecteerd, bijna allemaal van zeer verre sterrenstelsels.
Sommige herhalen, regelmatig affakkelen, en andere niet, slechts een keer en klaar. Dat maakt het uitzoeken wat ze eigenlijk zijn zijn moeilijk. Toen, in 2020, een doorbraak: er werd er een gezien in ons eigen Melkwegstelsel en getraceerd naar de locatie van een angstaanjagend beest dat een magnetar wordt genoemd. Dit zijn neutronensterren met felle magnetische velden, tot een biljard keer zo sterk als het veld van de aarde, en zijn in staat tot fantastisch krachtige explosies. Zoals, serieus immens: lees dit als melkweg-omspannende explosies van energie je geen nachtmerries bezorgen.
Kunstwerk met een magnetar-superflare, een uitbarsting van epische energie vanaf het oppervlak van een neutronenster. Credit: NASA/GSFC
Toch hebben we niet veel informatie over FRB's. Is er meer dan één soort? Hebben ze verschillende voorouders (met andere woorden, voeden magnetars ze allemaal of zijn er andere bronnen)?
Om meer te weten te komen, astronomen gebruikten de Hubble-ruimtetelescoop om naar de locaties aan de hemel te kijken van acht recentelijk gedetecteerde FRB's , in de hoop te karakteriseren wat voor soort sterrenstelsels ze herbergen en misschien te zien of er trends zijn die ze kunnen onderscheiden.
Wat ze vonden is interessant en nuttig, maar ook een beetje hoofdbrekend.
Hubble-afbeeldingen van vier sterrenstelsels die Fast Radio Bursts hosten, met de locaties van de FRB's aangegeven. Ze lijken allemaal niet in het midden te zijn en in de buurt van de spiraalarmen van hun gastheren. Credits: WETENSCHAP: NASA, ESA, Alexandra Mannings (UC Santa Cruz), Wen-fai Fong (Noordwest) BEELDVERWERKING: Alyssa Pagan (STScI)
Sterrenstelsels werden gezien voor elke FRB. Van die acht waren er vijf duidelijk spiraalstelsels, wat erg interessant is! Spiralen (zoals ons eigen melkwegstelsel) bevatten meestal veel gaswolken en vormen actief sterren in hun armen. Massieve sterren leven niet lang en exploderen als supernovae, dus worden ze bij voorkeur gevonden in spiraalarmen.
Alle vijf de FRB's die in spiraalstelsels werden gezien, bevonden zich op of vlakbij de spiraalarmen van hun gastheerstelsel. Dat komt overeen met een eerdere observatie. Neutronensterren (de motor achter magnetars) zijn de ingestorte kernen van massieve sterren nadat ze zijn ontploft, dus op het eerste gezicht ondersteunt dit het idee dat FRB's van magnetars komen.
Maar wacht! Sommige van die sterrenstelsels hebben plaatsen waar sterren sneller worden gevormd dan andere, en er was geen duidelijk bewijs dat de FRB's werden geassocieerd met die vruchtbare plekken. Dit is een beetje raadselachtig, maar geen dealmoordenaar. Het feit dat ze überhaupt gecorreleerd zijn met wapens is al nuttig.
Ze vonden ook tal van andere trends. De FRB's bevonden zich bijvoorbeeld allemaal ver weg van de centra van sterrenstelsels, die meestal weinig of geen stervorming hebben. Ze vonden bewijs dat wat FRB's ook maakt, ze niet de meest massieve sterren zijn in sterrenstelsels die de neiging hebben om hun buitenste lagen weg te blazen bij felle wind, en dat ze ook niet afkomstig zijn van samensmeltende binaire neutronensterren (kilonovae genaamd) . Dit alles is nuttig, zelfs de negatieve resultaten: die kunnen worden gebruikt om potentiële voorouders te elimineren.
Hubble-afbeeldingen (linkerkolommen) van twee van de acht sterrenstelsels die Fast Radio Bursts organiseerden. Verwerkingstechnieken (rechts) laten zien dat ze spiraalarmen hebben, waarbij de locaties van de FRB's zijn aangegeven met ellipsen. Credits: WETENSCHAP: NASA, ESA, Alexandra Mannings (UC Santa Cruz), Wen-fai Fong (Noordwest) BEELDVERWERKING: Alyssa Pagan (STScI)
Een andere interessante trend die ze ontdekten, is dat wanneer ze de sterrenstelsels met herhalende versus niet-repeterende FRB's vergeleken, degenen die zich herhalen er meer uitzien alsof ze afkomstig zijn van blauwere sterrenstelsels, dat wil zeggen die met meer (maar niet enorme hoeveelheden) actieve stervorming. Het zijn meestal ook kleinere sterrenstelsels met een lagere massa. Wat dat betekent is niet helemaal duidelijk; het is nog steeds niet begrepen waarom sommigen het herhalen en anderen niet.
Maar dit is allemaal koren op de molen. Het is nog vroeg, met slechts ongeveer twee dozijn sterrenstelsels die zijn geïdentificeerd als gastheren voor FRB's. Het verkrijgen van gegevens over acht is een grote stap, zelfs als trends moeilijk te onderscheiden zijn met zo'n kleine steekproef. Een succesvolle run met Hubble zou kunnen leiden tot meer waarnemingen, inclusief met enkele van de enorme telescopen op de grond, evenals toekomstige ruimtetelescopen die dit werk een stuk eenvoudiger zouden kunnen maken.
1414 tweelingvlam
Het punt dat ik hier wil maken, is dat wanneer een nieuwe klasse van objecten voor het eerst wordt gezien, verwarring de neiging heeft om een tijdje te heersen, met kleine stappen die leiden tot doorbraken (zoals die in onze melkweg), inclusief grote. In situaties als deze denk ik aan gammaflitsen , die ook extreem moeilijk te observeren waren en tientallen jaren een compleet mysterie bleven totdat er genoeg werden opgemerkt (en de technologie verbeterde) dat dingen plotseling duidelijker werden. hetzelfde met exoplaneten .
De geboorte van een nieuw veld is altijd pijnlijk en frustrerend, maar met de tijd komt er vooruitgang en begrip. Ik ben er vrij zeker van dat we daar ook goed op weg zijn met FRB's.
