Snelle radio-uitbarstingen (FRB) zijn een van de meest mysterieuze mysteries in het universum. Ondanks het feit dat de aard van absoluut alle FRB's nog onbekend is bij astronomen, lijken wetenschappers eindelijk ontdekt te hebben uit welke verbazingwekkende omgeving enkele van de meest besproken FRB's voortkwamen. We hebben het over herhalende signalen FRB 121102.
Voor het eerst begonnen onderzoekers in november 2012 te praten over FRB 121102-signalen, maar om de zoektocht naar hun ongewone aard te beperken, kostte het wetenschappers enkele jaren. De snelste radio-bursts verschenen in de regel slechts één keer, waardoor de berekening van hun bron een onmogelijke taak was, maar de eigenaardigheid van FRB 121102 bleek te zijn dat deze signalen werden herhaald.
Dit gaf wetenschappers een unieke kans om deze signalen te bestuderen. FRB's zijn radiopulsen die enkele milliseconden duren, maar soms met de energie van 500 miljoen zonnen. Aangezien de meeste van deze radiopulsen niet worden herhaald, wordt het bijna onmogelijk om ze te voorspellen. Zoals echter, en hun bron traceren. Daarom hebben wetenschappers hun ware aard nog steeds niet kunnen achterhalen.
De signalen van FRB 121102 hebben onderzoekers jarenlang altijd verbaasd. In maart 2016 kondigden astronomen de ontdekking aan van 10 snelle radioplitsen uit dezelfde regio in gearchiveerde telescoopgegevens. In december 2016 werden nog zes FRB 121102-signalen gedetecteerd en in augustus 2017 nog eens 15, waardoor wetenschappers de bron van deze signalen konden lokaliseren. Het bleek het stervormingsgebied te zijn van een dwergstelsel dat zich meer dan drie miljard lichtjaar van de aarde bevindt.
Een internationaal team van onderzoekers, die gegevens van verschillende radiotelescopen bestudeerden, was in staat het zoekbereik verder te verkleinen en uiteindelijk tot één conclusie te komen. Wetenschappers zijn er meer dan ooit van overtuigd dat een neutronenster de bron is van FRB 121102. En blijkbaar bevindt deze ster zich in een extreem extreme omgeving - ofwel heel dicht bij een zwart gat, ofwel in een zeer krachtige nevel. De onderzoekers werden tot dergelijke conclusies getrokken door het feit dat deze radiosignalen "wervelden".
Experts deelden hun werk in het tijdschrift Nature, waar ze melden dat de signalen van FRB 121102 bijna volledig gepolariseerd waren. Wanneer deze gepolariseerde signalen door een magnetisch veld gaan, verdraaien ze, en hoe sterker het magnetische veld, hoe meer ze verdraaien. Deze functie wordt het Faraday-effect genoemd en stelt onderzoekers in staat meer te leren over de aard van bepaalde golven. In het geval van FRB 121102-signalen bleek hun polarisatievlak het meest wervelende ooit waargenomen te zijn, wat suggereert dat ze door een zeer krachtig magnetisch veld gingen.
“De enige bekende bronnen in onze melkweg met hetzelfde wervelende polarisatievlak als FRB 121102 bevinden zich in het galactische centrum en bevinden zich in een zeer dynamisch gebied naast een enorm zwart gat. Misschien bevindt de bron FRB 121102 zich in een vergelijkbare omgeving in zijn eigen melkwegstelsel”, zegt Daniel Micilli van de Universiteit van Amsterdam.
"Ook kan de eigenaardigheid van het wervelende polarisatievlak worden verklaard als hun bron zich bevindt in een zeer krachtige nevel die is achtergelaten na een supernova-explosie", voegt de wetenschapper toe.
Promotie video:
De waarneming verklaart ook de rol van de neutronenster. Aangenomen wordt dat deze objecten het resultaat zijn van supernova-explosies. Als de massa van een ster hoger blijkt te zijn dan een bepaalde waarde, dan verandert hij in plaats van een supernova in een zwart gat.
Neutronensterren zijn zeer kleine en zeer dichte objecten. En als ze draaien, zenden ze radiopulsen uit. Een bepaald type neutronenster, magnetars genaamd, heeft een extreem krachtig magnetisch veld en kan emissies genereren, vergelijkbaar met hoe de zon zonnevlammen produceert. Ze werden door wetenschappers ook beschouwd als een mogelijke bron van snelle radiopulsen, maar waarnemingen toonden aan dat de krachtigste fakkels van deze objecten vier ordes van grootte lager in vermogen waren dan FRB 121102. Als resultaat kwamen wetenschappers tot de conclusie dat de bron van FRB 121102 een veel voorkomend type neutronenster is. Tegelijkertijd zijn de onderzoekers van plan hun werk voort te zetten en proberen ze meer te weten te komen over de omgeving waarin ze zijn verschenen.
“We zullen blijven observeren en volgen hoe de eigenschappen van deze bursts in de loop van de tijd veranderen. Als onderdeel van deze waarnemingen zullen we proberen uit te vinden welke van de aannames juist bleken te zijn: een neutronenster bevindt zich naast een zwart gat, of het bevindt zich in een zeer krachtige nevel”, zegt Jason Hessels van dezelfde Universiteit van Amsterdam.
Tegelijkertijd weten we nog steeds niet wat de bron is van een tiental andere waargenomen radioflitsen. Ze zijn niet herhaald, zoals het geval was met FRB 121102, dus wetenschappers suggereren dat FRB 121102 uniek in zijn soort kan zijn, terwijl andere mogelijk verschillende bronnen hebben.
Nikolay Khizhnyak
