ظهور غريب “يشبه الفقاعة” لدفقات راديوية غامضة تحطم الأرقام القياسية

يكشف تلسكوب هابل الفضائي عن الأصل الغريب للانفجار الذي حطم الأرقام القياسية.

• يعد Fast Radio Burst (FRB) هو الأقوى والأبعد حتى الآن
• لقد وجد علماء الفلك أن الدفقات الراديوية السريعة لا تنشأ في مجرة ​​واحدة، بل من مجموعة من المجرات على مسار اندماج محتمل.

في صيف عام 2022، اكتشف علماء الفلك أقوى انفجار راديوي سريع (FRB) تم رصده على الإطلاق. ونقطة منتصف الطريق تأتي من المكان القديم .الانفجار العظيموهو الدفق الراديوي السريع الوحيد المعروف حتى الآن.

الآن، بقيادة علماء الفلك جامعة نورث وسترن لقد حددوا أصل الجسم غير العادي، وهو أمر غريب للغاية.

باستخدام الصور من ناساس تلسكوب هابل الفضائيوجد الباحثون أن FRB غير موجود مرة أخرى واحد كوكبة ولكن فريق واحد على الأقل سبعة المجرات. يبدو أن المجرات الموجودة في المجموعة تتفاعل مع بعضها البعض، وربما حتى في مسار للاندماج. مثل هذه المجموعات من المجرات نادرة وقد تؤدي إلى الظروف التي تؤدي إلى إطلاق الدفقات الراديوية السريعة.

قد يشكل هذا الاكتشاف غير المتوقع تحديًا لكيفية إنتاج الدفقات الراديوية السريعة والنماذج العلمية التي تنتجها.

صورة تلسكوب هابل الفضائي لـ FRB 20220610A، المجرة المضيفة لانفجار راديوي سريع وقوي بشكل استثنائي. تكشف حساسية هابل وحدته عن وجود مجموعة صغيرة من العديد من المجرات في طور الاندماج. لقد كانت موجودة عندما كان عمر الكون 5 مليارات سنة فقط. تم اكتشاف FRB 20220610A لأول مرة في 10 يونيو 2022 بواسطة التلسكوب الراديوي الأسترالي Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) في غرب أستراليا. وأكد التلسكوب الكبير جدًا التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي في تشيلي أن التدفق الراديوي السريع جاء من مكان بعيد. حقوق الصورة: ناسا، وكالة الفضاء الأوروبية، STScI، أليكسا جوردون (الشمال الغربي)

وقالت أليكسا جوردون Alexa Gordon، من جامعة نورث وسترن، والتي قادت الدراسة: “بدون تصوير هابل، سيظل الأمر غامضًا ما إذا كانت هذه التدفقات الراديوية السريعة قد نشأت من مجرة ​​متجانسة أو من نوع ما من النظام التفاعلي”. “هذه الأنواع من البيئات – هذه البيئات الغريبة – تدفعنا نحو فهم أفضل لغموض الدفقات الراديوية السريعة.”

قدم جوردون البحث في الاجتماع 243 للجمعية الفلكية الأمريكية في نيو أورليانز، لويزيانا. “الكشف عن بيئة الانفجار الراديوي السريع الأبعد باستخدام تلسكوب هابل الفضائي” كجزء من جلسة يوم 9 يناير.ظواهر الطاقة العالية وأصلها“.

جوردون هي طالبة دراسات عليا في علم الفلك في كلية وينبرج للفنون والعلوم بجامعة نورث وسترن، حيث نصحتها المؤلف المشارك في الدراسة وين-في فانغ، الأستاذ المشارك في الفيزياء وعلم الفلك. فونج وجوردون هما أيضًا عضوان في مركز الدراسات والأبحاث متعددة التخصصات في الفيزياء الفلكية (CIERA).

ولد من فقاعة؟

تومض الدفقات الراديوية السريعة وتختفي خلال أجزاء من الثانية، وهي عبارة عن رشقات راديوية قصيرة وقوية تنتج طاقة في انفجار واحد سريع أكبر مما تبعثه شمسنا خلال عام كامل. وتعد الدفقات الراديوية السريعة (FRB) التي حطمت الأرقام القياسية (المسماة FRB 20220610A) أكثر كثافة من سابقاتها.

لم تكن هذه الدفقات الراديوية أكثر نشاطًا بأربعة أضعاف من الدفقات الراديوية السريعة القريبة فحسب، بل كانت أيضًا أبعد الدفقات الراديوية السريعة التي تم اكتشافها على الإطلاق. عندما تشكل FRB 20220610A، كان عمر الكون 5 مليارات سنة فقط. (بالمقارنة، يبلغ عمر الكون الآن 13.8 مليار سنة).

صورة تلسكوب هابل الفضائي لـ FRB 20220610A، المجرة المضيفة لانفجار راديوي سريع وقوي بشكل استثنائي. تكشف حساسية هابل وحدته عن وجود مجموعة صغيرة من العديد من المجرات في طور الاندماج. لقد كانت موجودة عندما كان عمر الكون 5 مليارات سنة فقط. تم اكتشاف FRB 20220610A لأول مرة في 10 يونيو 2022 بواسطة التلسكوب الراديوي الأسترالي Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) في غرب أستراليا. وأكد التلسكوب الكبير جدًا التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي في تشيلي أن التدفق الراديوي السريع جاء من مكان بعيد. حقوق الصورة: ناسا، وكالة الفضاء الأوروبية، STScI، أليكسا جوردون (الشمال الغربي)

في الملاحظات المبكرة، بدا أن الانفجار نشأ بالقرب من فقاعة غير متبلورة غير محددة، اعتقد علماء الفلك في البداية أنها إما مجرة ​​واحدة غير منتظمة أو مجموعة من ثلاث مجرات بعيدة. ولكن في تطور جديد، تشير صور هابل الواضحة الآن إلى أن الفقاعة قد تحتوي على ما لا يقل عن سبع مجرات أخرى قريبة بشكل لا يصدق من بعضها البعض. في الواقع، المجرات قريبة جدًا من بعضها البعض بحيث تتلاءم جميعًا مع مجرتنا درب التبانة.

وقال فانغ: “هناك بعض المؤشرات على أن أعضاء المجموعة يتفاعلون”. “وبعبارة أخرى، يمكن أن يكونوا يتبادلون المنتجات أو في طريقهم إلى الاندماج. هذه المجموعات من المجرات (وتسمى المجموعات المدمجة) هي بيئات نادرة بشكل لا يصدق في الكون وأكثر الهياكل المجرية كثافة التي نعرفها.

وقال جوردون: “هذا التفاعل يمكن أن يؤدي إلى دفعات من تشكل النجوم”. “قد يشير هذا إلى أن FRB 20220610A مرتبط بمجموعة حديثة من النجوم السلفية، وهو ما يطابق ما تعلمناه من FRBs الأخرى.”

قال المؤلف المشارك في الدراسة يوكسين (فيك) دونغ، باحث الدراسات العليا في NSF، دكتوراه في علم الفلك: “على الرغم من اكتشاف المئات من أحداث FRB حتى الآن، إلا أن جزءًا منها فقط يمثل المجرات المضيفة لها”. طالب في مختبر فونغ وعضو CIERA. “ضمن تلك المنطقة الصغيرة، جاء عدد قليل فقط من البيئة النجمية الكثيفة، لكن لم ير أحد مثل هذه المجموعة الصغيرة من قبل. لذلك، أصلها نادر حقًا.

انفجارات غامضة

على الرغم من أن علماء الفلك اكتشفوا أكثر من 1000 تدفق FRBs منذ اكتشافها لأول مرة في عام 2007، إلا أن المصادر الكامنة وراء الومضات المسببة للعمى لا تزال غير مؤكدة إلى حد كبير. على الرغم من أن علماء الفلك لم يتوصلوا بعد إلى إجماع حول الآليات المحتملة وراء الدفقات الراديوية السريعة، إلا أنهم يتفقون بشكل عام على أن الدفقات الراديوية السريعة يجب أن تتضمن كمية صغيرة من المادة. الثقب الأسود أو النجم النيوتروني.

من خلال الكشف عن الطبيعة الحقيقية للتدفقات الراديوية السريعة، يمكن لعلماء الفلك أن يتعلموا ليس فقط عن الظواهر الغامضة، ولكن أيضًا عن الطبيعة الحقيقية للكون. عندما تلتقي موجات الراديو الصادرة عن الدفقات الراديوية السريعة بتلسكوباتنا أخيرًا، تكون قد سافرت مليارات السنين من الكون البعيد المبكر. خلال هذه الرحلة عبر الكون، يتفاعلون مع الأشياء على طول الطريق.

وقال فانغ: “موجات الراديو، على وجه الخصوص، حساسة لأي جسم متداخل في خط الرؤية – من موقع FRB إلينا”. “أي أن الموجات يجب أن تنتقل عبر أي سحابة من المواد المحيطة بموقع الدفقات الراديوية السريعة، عبر المجرة المضيفة، عبر الكون، وأخيرًا عبر درب التبانة. انطلاقًا من التأخير الزمني في إشارة الدفقات الراديوية السريعة، يمكننا قياس مجموع كل هذه الموجات. هذه المساهمات.

لمواصلة دراسة التدفقات الراديوية السريعة وأصولها، يحتاج علماء الفلك إلى اكتشافها ودراستها. ومع استمرار التكنولوجيا في أن تصبح أكثر حساسية، يقول جوردون، من المتوقع وجود المزيد من أجهزة الكشف – القادرة على التقاط الدفقات الراديوية السريعة الخافتة بشكل لا يصدق.

وقال تونغ: “مع عينة أكبر من الدفقات الراديوية السريعة البعيدة، يمكننا البدء في دراسة تطور الدفقات الراديوية السريعة وخصائصها المضيفة من خلال ربطها بالتدفقات القريبة، والبدء في تحديد مجموعات أكثر غرابة”.

وقال جوردون: “في المستقبل، ستزيد تجارب الدفقات الراديوية السريعة من حساسيتها، مما يؤدي إلى معدل غير مسبوق في عدد الدفقات الراديوية السريعة المكتشفة في هذه المسافات”. “سوف يتعلم علماء الفلك قريبًا مدى خصوصية بيئة FRB هذه.”

ملاحظة: “انفجار راديو سريع في مجرة ​​صغيرة ض اليكسا ج. جوردون، وين فاي فونج، سونيل سيمها، يوكسين تونج، تشارلز تي. كيلباتريك، آدم د. تيلر، ستيوارت د. رايدر، دارين افتجاري، مارسين جلواكي، لاتشلان مارنوش، أوغست ر. مولر، أنيا ~ 1” إي. نوجنت، أنتونيلا بالميس، جيه. كزافييه بروتشاسكا، مارك رافيلسكي، رايان إم. شانون ونيكولاس تيخوس، 17 نوفمبر 2023، الفيزياء الفلكية > الفيزياء الفلكية للمجرات.
أرخايف:2311.10815

تم دعم هذه الدراسة من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم (الجائزة رقم AST-1909358، وAST-2047919، وAST-2308182)، ومؤسسة ديفيد ولوسيل باكارد، ومؤسسة ألفريد ب. بدعم من مؤسسة سلون، ومعهد التقدم العلمي، ووكالة ناسا (رقم الجائزة). اذهب-17277). اكتشف علماء الفلك لأول مرة FRB 20220610A باستخدام التلسكوب الراديوي الأسترالي Square Kilometer Array Pathfinder في غرب أستراليا، وأكدوا مصدره لاحقًا من خلال المرصد الجنوبي الأوروبي. تلسكوب كبير جداً في شيلي.