Astronomen hebben een niet-strikte periodiciteit ontdekt in de herhaalde snelle radioflitsen FRB 180916. J0158 + 65. De ontdekking werd gedaan op basis van 28 gebeurtenissen die tussen september 2018 en oktober 2019 zijn geregistreerd door de CHIME-telescoop. Uitbraken van deze bron komen niet vrij regelmatig voor, maar gemiddeld kan een periode van 16,35 dagen met grote betekenis worden onderscheiden. Waarnemingen met verschillende instrumenten duiden op een significante afhankelijkheid van de flitshelderheid van de frequentieband van waarnemingen, zegt een voordruk op de arXiv.org-server.
Snelle radioflitsen (FRB's) zijn heldere uitbarstingen van radiostraling met een typische duur van ongeveer een milliseconde. Tegenwoordig zijn er meer dan honderd van dergelijke gebeurtenissen bekend, waarvan de meeste alleenstaand waren, maar ongeveer een dozijn werden meerdere keren vanuit één gebied waargenomen - ze worden herhaald genoemd. Op dit moment blijft de aard van FRB onbekend; dit is een van de belangrijkste mysteries van de moderne astrofysica.
In 2019 werd aanzienlijke vooruitgang geboekt op het gebied van FRB-onderzoek: de lijst met bekende gebeurtenissen werd langer dan de lijst met voorgestelde theoretische modellen, voor het eerst werd een enkele radiostoot gelokaliseerd en de eerste gebeurtenis van deze soort werd ontdekt in een relatief nabij sterrenstelsel. Veel van deze vorderingen werden mogelijk gemaakt door het werk van de Canadese CHIME-telescoop, die specifiek is omgebouwd om FRB te bestuderen.
Nu is er met behulp van deze installatie een nieuwe ontdekking gedaan: astronomen hebben de periodiciteit ontdekt van de FRB 180916. J0158 + 65 burst, die nog steeds wordt beschouwd als het dichtst bij de aarde. Na analyse van ongeveer 400 dagen aan beschikbare waarnemingen, waren de wetenschappers in staat om met vertrouwen de herhaling van het optreden van fakkels te identificeren met een karakteristieke periode van 16,35 ± 0,18 dagen. De auteurs van het werk merken echter op dat dit patroon niet strikt is: soms komt een uitbraak niet voor, soms komt er meer dan één voor, en ze worden herhaald, niet vinkje-tot-vinkje, maar binnen een interval van vier dagen.
In totaal werkten de wetenschappers met de registratietijden van 28 bursts. Astronomen hebben verschillende statistische analysemethoden toegepast, zoals Pearson's goodness-of-fit-test, de H-test, die veel wordt gebruikt in de astrofysica, en de discrete Fourier-transformatie. Als resultaat vertoonden ze allemaal herhaalbaarheid met dezelfde periodiciteit met een statistische significantie van maximaal 11 standaarddeviaties, wat de mogelijkheid van een toevallig toeval praktisch uitsluit.
Naast CHIME (werkingsband van 400–800 megahertz) werd FRB 180916 ook waargenomen door het Europese radio-interferometrische netwerk EVN (werkfrequentie 1,7 gigahertz) en bij de 100-meter telescoop in Effelsberg (werkfrequentie 1,4 gigahertz). Het eerste apparaat registreerde een burst helemaal aan het begin van de verwachte activiteitsperiode, en het tweede kon niet opnemen in een sessie van gelijktijdige waarnemingen met CHIME, dat de uitbraak op dat moment ontdekte. Dit duidt op een aanzienlijke afhankelijkheid van helderheid van frequentie.
Promotie video:
Voor het eerst kan de geopenbaarde periodiciteit in de signalen van een herhaalde radiosalvo een belangrijke indicatie worden van de aard van de bron. Tot nu toe zijn er veel opties, zowel binaire systemen (van een pulsar of zwart gat en gewone sterren van verschillende klassen) als solitaire objecten (magnetars). Toekomstige waarnemingen zullen helpen om het fenomeen beter te begrijpen, vooral als het mogelijk is om straling in andere bereiken van elektromagnetische golven vast te leggen, bijvoorbeeld in röntgenstraling of gamma.
Een ander belangrijk hulpmiddel voor het bestuderen van snelle radiospectra is de Australische telescoop ASKAP, die de statistieken van toen bekende gebeurtenissen in 2018 verdubbelde. Meer details over snelle radio-bursts zijn te vinden in de recensie, die speciaal voor N + 1 is geschreven door Sergey Popov, een medewerker van het Sternberg State Astronomical Institute.
Auteur: Timur Keshelava
