De zoektocht naar mysterieuze "snelle radio-uitbarstingen" - zeer korte maar intense pulsen van radiogolven vanuit de ruimte - gaat door. Wetenschappers weten niet wat deze krachtige uitbarstingen veroorzaakte, maar sommigen van hen suggereren dat signalen naar ons kunnen worden verzonden door verre buitenaardse beschavingen. Astronomen staan versteld van het fenomeen dat een ander geheim van radioastronomie is geworden.
Ongewone radio-burst
Niet lang geleden nam een internationaal team van astronomen de helderste snelle radioflitsen op die ooit zijn waargenomen. De uitbraak van FRB 150807 duurde minder dan een halve milliseconde, dat wil zeggen 0,1% van de tijd die iemand nodig heeft om met zijn ogen te knipperen.
De studie, gepubliceerd in Science, komt het dichtst in de buurt van het beantwoorden van de vraag wat de bron is van deze pieken. Het verscheen een paar dagen nadat andere wetenschappers meldden dat ze een uitbarsting van radiogolven zagen samen met gammastraling (extreem intense elektromagnetische straling).
Promotie video:
Waar vind je de bron?
Ondanks de intensiteit van snelle radio-uitbarstingen, zijn hun aard en oorsprong nog steeds controversieel. Sommige astronomen speculeren dat zulke korte, intense fakkels signalen zijn die worden gegenereerd in de atmosfeer van bepaalde sterren in ons eigen sterrenstelsel, de Melkweg. Dit proces lijkt op zonnevlammen.
Andere wetenschappers beweren dat deze fakkels veroorzaakt kunnen worden door bijvoorbeeld kosmische botsingen van een neutronenster (de ingestorte kern van een grote ster) met een zwart gat in een ver sterrenstelsel. Maar daarnaast zijn er suggesties dat snelle radiofakkels buitenaardse signalen kunnen blijken te zijn.
Lorimer's impuls
De eerste snelle radio-uitbarsting, de Lorimer-puls, werd ontdekt door een toevalstreffer door radioastronomen met de Australische Parkes-telescoop, die wordt gebruikt om te zoeken naar gepulseerde radio-emissies van roterende neutronensterren, pulsars genaamd. De Lorimer-puls bleef een mysterie totdat andere snelle radioflitsen werden gedetecteerd met behulp van apparaten zoals de gigantische Arecibo-radiotelescoop in Puerto Rico en de 100 meter lange Greenbank in de Verenigde Staten.
Leerproblemen
Zelfs wetenschappers hebben moeite dit mysterieuze fenomeen te begrijpen. Dit komt onder meer door de korte duur van de fakkels, de beperkte resolutie van telescopen en de onzekerheid over de positie van de uitbarstingen in de ruimte. Het is vrij moeilijk om een golfstoot te detecteren en tegelijkertijd precies te bepalen waar deze zal optreden.
Als het radiosignaal kan worden gedetecteerd door telescopen die op zoek zijn naar andere vormen van elektromagnetische straling (zoals röntgenstralen of "optisch licht"), zal het helpen de afstand te meten en de fysica achter de gebeurtenis te begrijpen. Misschien zijn de processen die verantwoordelijk zijn voor deze uitbarstingen vergelijkbaar met die welke andere kosmische straling veroorzaken, zoals gammaflitsen. Astronomen vermoeden dat dezelfde gebeurtenissen ervoor zorgen dat andere golflengten worden uitgezonden. Maar het bleek dat dit signaal erg moeilijk te vangen is.
Signaalbron afstand
Indirecte afstandsschattingen zijn gemaakt door te meten hoe het radiosignaal wordt verstrooid. Dit kan helpen bij het bepalen van de hoeveelheid materiaal waar licht doorheen is gegaan. Op basis hiervan kan de afstand tot de bron van de snelle radiostoot vanaf de aarde worden geschat met behulp van verschillende aannames, zoals de hoeveelheid materie tussen ons. Dergelijke metingen hebben aangetoond dat de bronnen van snelle radioflitsen hoogstwaarschijnlijk buiten ons melkwegstelsel liggen.
FRB 150807 onderscheidt zich door zijn korte duur, radiohelderheid en een hoge mate van lineaire "polarisatie". Dit is de eigenschap die het vlak van de trillingen beschrijft waaruit de golven bestaan. Gezien de combinatie van deze eigenschappen, suggereert nieuw onderzoek dat de explosie plaatsvond in een sterrenstelsel op meer dan een miljard lichtjaar van de aarde. Deze metingen zijn gedaan met de VISTA-telescoop. Ze zijn de meest nauwkeurige die ooit zijn gemaakt.
Analyse van magnetische eigenschappen
De polarisatie van licht is afhankelijk van de magnetische velden eromheen. Met deze gegevens konden de onderzoekers dus de magnetische eigenschappen beoordelen van het plasma waar de radiogolven doorheen gingen. Uit hun analyse blijkt dat er slechts een verwaarloosbare hoeveelheid gemagnetiseerd plasma in de buurt van de stralingslocatie is. Als deze gegevens worden bevestigd, kunnen wetenschappers sterk gemagnetiseerde objecten, zoals jonge neutronensterren, magnetars of andere objecten, uitsluiten van het aantal stralingsbronnen.
Vooruitzichten voor toekomstig onderzoek
Deze studie laat zien dat het aantal gedetecteerde snelle radioplitsen toeneemt en dat hun eigenschappen steeds beter bekend worden. Dit opent een verleidelijk vooruitzicht voor wetenschappers om eindelijk te begrijpen wat ze daadwerkelijk produceert. Snelle radioflitsen kunnen ook worden gebruikt om magnetische velden in het heelal in kaart te brengen, omdat we er heel weinig over weten. De volgende uitbraak kan optreden na de eerste detectie van een zichtbare analoog van fakkels of optische persistentie, wat zal helpen bij het meten van de exacte afstand.
Dit zou zelfs eerder kunnen gebeuren dan wetenschappers verwachten, gezien ander recent onderzoek en het prikkelende rapport van de eerste detectie van gammastraling, waarvan de uitbarsting samenviel met een snelle radio-uitbarsting. Als deze twee fakkels uit dezelfde bron komen, wat erg interessant zou zijn, zou dit kunnen betekenen dat het veel intenser is dan we hadden verwacht.
Analyse van FRB 150807 suggereert dat deze gebeurtenissen niet zeldzaam zouden moeten zijn. Toekomstige objecten, zoals de Grote Synoptische Observatietelescoop, die om de paar dagen de hele nacht de hemel zal onderzoeken, zullen ongetwijfeld een revolutie teweegbrengen in onze geest en ons begrip van deze mysterieuze uitbarstingen en het turbulente, steeds veranderende universum waarin ze verschijnen.
