يفتح اللغز الغريب المتمثل في رشقات الراديو السريعة

يوضح هذا العمل أن التلسكوبات الجديدة ذات القدرات الفريدة مثل ATA يمكن أن توفر منظورًا جديدًا لواحد من الألغاز العظيمة في علم FRB.

أصدر فريق من علماء معهد SETI رؤى جديدة حول لغز كوني يسمى Fast Radio Bursts (FRBs). إن الاكتشاف والمراقبة التفصيلية لتكرار FRB 20220912A في مصفوفة تلسكوب ألين المتقدمة (ATA) التابعة لمعهد SETI، سلطت الضوء على طبيعة هذه الإشارات الفضائية.

FRBs هي ومضات قصيرة ومكثفة من موجات الراديو من الفضاء السحيق. في حين أن معظمها يحدث مرة واحدة فقط، فإن بعض “المكررات” ترسل إشارات أكثر من مرة، مما يزيد من غموض فهم أصولها. خلال 541 ساعة من المراقبة، اكتشف الباحثون 35 FRBs من مكرر FRB 20220912A. غطت الملاحظات التي تم إجراؤها باستخدام ATA نطاقًا واسعًا من الترددات الراديوية وكشفت عن أنماط رائعة. تمت ملاحظة جميع الدفقات الراديوية السريعة الـ 35 في الجزء السفلي من طيف التردد، ولكل منها توقيع طاقة فريد خاص بها.

تم اكتشاف الأطياف الديناميكية (أو مخططات “الشلال”) لجميع رشقات نارية من FRB 20220912A باستخدام مصفوفة تلسكوب ألين، وملامح نبض متوسط ​​التردد، وأطياف متوسط ​​الوقت.
تشير المناطق المظللة باللون الأحمر في مخططات السلاسل الزمنية إلى مدة الثوران الجزئي المحدد، في حين تشير الخطوط العمودية الحمراء إلى الثوران المجاور. الائتمان: معهد SETI

رؤى من ملاحظات معهد SETI

وقال الدكتور هانز من معهد SETI: “هذا العمل مثير لأنه يوفر تأكيدًا لخصائص FRB المعروفة واكتشاف بعض الخصائص الجديدة”. قالت صوفيا شيخ، زميلة ما بعد الدكتوراه والمؤلفة الرئيسية في NSF MPS-Ascend. “نحن نعمل على تضييق نطاق مصدر الدفقات الراديوية السريعة، على سبيل المثال، إلى الأجسام المتطرفة مثل المغناطيس، ولكن لا يوجد نموذج موجود يمكنه تفسير جميع الخصائص التي تم رصدها حتى الآن. ومن المثير أن نكون جزءًا من أول دراسة FRB تم إجراؤها باستخدام التلسكوبات الجديدة ATA”. مع قدرات فريدة مثل ATA سوف تسلط الضوء على أسرار عظيمة في علم التدفقات الراديوية السريعة، ويوضح هذا العمل أنه يمكن تقديم زاوية جديدة.

النتائج التفصيلية التي نشرت مؤخرا في المجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية (MNRAS)، تظهر سلوكيات FRBs المثيرة للاهتمام. تُظهر هذه الإشارات الغامضة انحرافًا في التردد نحو الأسفل، واقترانًا بين اتساعها والتردد المركزي، وتغيرات في مدة الدفقة بمرور الوقت. لاحظ الفريق أيضًا شيئًا لم يتم الإبلاغ عنه سابقًا: انخفاض كبير في التردد المركزي للانفجارات على مدى شهرين من المراقبة، مما يكشف عن صفارة انزلاق كونية غير متوقعة.

يتم رسم معلمتين لمجموعة بيانات FRB 20220912A – التردد المركزي وعرض النطاق الترددي – مع مرور الوقت في MJD، من بداية الحملة إلى نهايتها (حوالي 60 يومًا). تشير اللوحة أ) إلى أن التردد المركزي لـ FRB يتناقص من خلال الانتشار (تظهر البقايا من الملاءمة والتوجيه غير المعلمي السفلي باللون الأزرق أدناه). تُظهر اللوحة ب) نفس الانخفاض مع مرور الوقت لعرض النطاق الترددي. الائتمان: معهد SETI

بالإضافة إلى ذلك، استخدم الباحثون هذه الملاحظات للتنبؤ بالنقطة الفاصلة للانفجارات الساطعة لـ FRB 20220912A، مما يشير إلى مساهمتها في معدل الإشارة الكونية الإجمالي. في الواقع، كان هذا الجسم بالذات مسؤولاً عن نسبة قليلة من أقوى الدفقات الراديوية السريعة في السماء أثناء هذه الملاحظات.

درست الدراسة أيضًا الأنماط الزمنية لتسلسلات الانفجارات، بحثًا عن تكرارها داخل وبين الدفقات الراديوية السريعة. ولم تتم ملاحظة أي أنماط واضحة، مما يسلط الضوء على عدم القدرة على التنبؤ بهذه الأحداث السماوية.

جزء من سلسلة تلسكوب ألين

يوضح هذا العمل الدور الرئيسي لـ ATA في فك أسرار الدفقات الراديوية السريعة. تتمتع ATA بقدرة فريدة على تسجيل عدد كبير من قنوات التردد في وقت واحد، حتى لو كانت منفصلة على نطاق واسع – على سبيل المثال، بعض الترددات عالية جدًا والبعض الآخر منخفض جدًا. وهذا يسمح بإجراء تجارب فورية عند وصول FRB للتحكم في ما يفعله FRB عند الترددات العالية والمنخفضة في وقت واحد. تعد الترقيات الحالية بمزيد من القدرات، حيث ترى في الوقت نفسه الدفقات الراديوية السريعة الخافتة على ترددات أعلى، مما يضمن بقاء ATA في طليعة تطوير فهمنا للتدفقات الراديوية السريعة.

مصفوفة تلسكوب ألين (ATA) في مرصد هات كريك لعلم الفلك الراديوي في كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية. يتم تشغيل ATA بواسطة معهد SETI وتم تصميمه كأداة مخصصة لعمليات البحث عن التوقيع التكنولوجي، وهي وسيلة قوية لدراسة العابرين. ائتمان: جو مارفيا

قال الدكتور فالي فرح، عالم مشروع ATA في معهد SETI والمؤلف المشارك: “من المثير أن نرى ATA تشارك في أبحاث FRB بعد ثلاث سنوات من بدء برنامج الترقية الخاص بها”. “يتمتع ADA بقدرات فريدة يتم استخدامها في العديد من المساعي البحثية، بما في ذلك الاستيفاء السريع.”

يمثل هذا الاكتشاف التاريخي خطوة مهمة في السعي المستمر لكشف أسرار المادة المتطرفة في الكون. وبينما يواصل العلماء استكشاف الكون، فإن كل ميزة فريدة نكتشفها تقربنا من فهم أصل وطبيعة هذه الإشارات الكونية الرائعة.

ملاحظة: صوفيا ز. ديفيد ر. تم قبول ديبور، فيشال جاجار، بيل كارن، جامار كيدلينج، وينبين لو، مارك ماسترز، براناف بريمناث، سارة شولتز، كارول شوماخر، جورميهار سينغ، ومايكل سنودجراس. الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
أرخايف:2312.07756