První detekce tajemného radiového signálu FRB v Mléčné dráze napovídá o jeho původu

Magnetar SGR 1935+2154 ve vzdálenosti 30 tisíc světelných let se stal prvním objektem v Mléčné dráze, od kterého byl zachycen rychlý rádiový signál (Fast Radio Burst, FRB). Doposud bylo detekováno několik desítek FRB signálů, a všechny pocházely z jiných galaxií. Vědci zatím neví, co tyto krátké a intenzivní signály způsobuje, objev blízkého zdroje FRB signálu jim tedy může hodně napovědět.

Neutronová hvězda, magnetické pole

Neutronová hvězda, magnetické pole Simulace možného rozložení magnetického pole neutronové hvězdy J0030+0451.



Fast radio bursts (FRB)

Rychlé rádiové pulzy (Fast Radio Bursts, FRBs) jsou signály z hlubokého vesmíru se zatím neznámým původem. Trvají pouhé milisekundy, mají komplexní strukturu a i když vědci doposud neví, jak vznikají, je zjevné, že pocházejí z velmi energetických událostí, nebo objektů. Do začátku roku 2020 bylo lokalizováno pouze 10 těchto signálů a všechny se nacházely mimo naši galaxii. Od té doby bylo nicméně objeveno několik signálů přicházejících také z Mléčné dráhy.

První FRB byl objeven teprve v roce 2007 (v archivních datech z roku 2001) a od té doby jich (do začátku roku 2020) bylo zaznamenáno už kolem 150. Odhaduje se ale, že napříč celou oblohou by mohlo docházet až k desetitisícům podobných událostí denně. Některé signály se objevily pouze jednou, jiné se v čase opakují.

Mezi nejpravděpodobnější vysvětlení původu těchto signálů vědci původně řadili neutronové hvězdy se silným magnetickým polem - magnetary. Pravidelně se opakující signál FRB 180916 však naznačuje, že by mohlo jít o binární těleso. Zkoumají však i další možnosti, například kolize černých děr nebo neutronových hvězd, kolaps neutronových hvězd, kosmická vlákna, nebo by mohlo jít o první detekovaný projev kvantové gravitace. 
Nový signál byl zachycen 20. dubna, byl sice krátký, ale dost silný na to, aby by byl detekovatelný i z jiné galaxie. Zároveň vědci ze stejného místa pozorovali také rentgenový záblesk, což zatím u FRB signálů nikdy pozorováno nebylo. 

Magnetary jsou neutronové hvězdy s velmi silným magnetickým polem. Už od začátku jsou jedněmi z hlavních kandidátů na zdroje FRB signálů, protože většina z nich vykazuje známky interakce s magnetickým polem. Rentgenové záblesky (společně se záblesky gama záření) jsou u magnetarů běžné, rozhodně více než rádiové signály.

Rentgenový záblesk detekovaný u SGR 1935+2154 nebyl nijak silný ani výjimečný, ale ukazuje, že FRB signály jsou zřejmě komplexnější, než vědci odhadovali z pozorování vzdálených signálů. Při zaznamenané intenzitě by zřejmě nebylo možné tento rentgenový signál pozorovat z jiné galaxie.

FRB signál od magnetaru SGR 1935+2154 byl zachycen hned několika observatořemi, mezi nimi  pozemními teleskopy Swift Burst Alert Telescope a CHIME, italskou astrofyzikální družicí AGILE a teleskop NICER na ISS.

Astronomové nadále zkoumají místo původu signálu a analyzují naměřená data. Zatím nemáme výsledky o spektru signálu, které napovídá o tom, z jakého prostředí pochází. S novými informacemi bude možné porovnat nový FRB signál s těmi ostatními a určit jak moc se liší. Navíc bude díky blízkosti zdroje zřejmě možné pozorovat také slabší projevy, které u vzdálených zdrojů vidět nejsou. 

Nový signál v podstatě potvrzuje, že FRB signály mohou přicházet od magnetarů. Některé dříve detekované FRB signály jsou však od sebe dost odlišné, zůstává tak otázkou, zda je dokáží generovat také jiné objekty ve vesmíru a jaký konkrétní proces k jejich vzniku vede.
Více informací k tématu
Líbil se Vám tento článek?

Podpořte tento web sdílením našeho obsahu:

Chcete vědět o dalším článku?

Následujte LIVINGfUTURE na sociálních sítích.


Další zprávy z kategorie FRB signály

Opakující se FRB signály by mohly vznikat jiným způsobem než ty jednorázové

FRB signály (Fast Radio Bursts) jsou velmi energetické a krátké záblesky v rádiovém spektru. Poprvé pozorovány byly teprve nedávno a vědci dodnes neví, co by je mohlo způsobovat. Nový katalog signálů z kanadského teleskopu CHIME nyní přináší nový dílek do skládačky: mezi opakujícími se signály a těmi, které byly pozorovány jen jednou, jsou podstatné rozdíly. Mohlo by to znamenat, že vznikají rozdílnou cestou.

Teleskop Hubble lokalizoval pětici FRB signálů do ramen spirálních galaxií

Astronomům se pomocí vesmírného teleskopu Hubble podařilo lokalizovat 5 intenzivních rádiových záblesků označovaných jako FRB (Fast Radio Bursts). Tento druh signálů byl objeven teprve nedávno a vědci doposud neví, jak vznikají, hledají proto jakoukoliv indicii, která je k odpovědi přiblíží. Zdroje FRB signálů zkoumané teleskopem Hubble se nachází na okraji pěti spirálových galaxií, z nichž většina je masivní a stále v nich vznikají nové hvězdy. Lze tak vyloučit několik možných zdrojů FRB signálů, naopak nový výzkum podporuje zatím nejpřijímanější teorii - magnetary.

Rychlé rádiové pulzy FRB obsahují k překvapení vědců také signály s nízkou frekvencí

Pozorováním opakujícího se rádiového signálu FRB 20180916B zároveň dvěma observatořemi se vědcům podařilo detekovat vlnění se zatím nejnižší frekvencí z doposud zkoumaných FRB signálů. Zatímco dodnes byly tyto krátké záblesky pozorovány s nejnižší frekvencí kolem 300 MHz, nový výzkum prezentuje signál s frekvencí až kolem 110 MHz. Navíc se u nich vyskytuje pravidelné načasování: signál s nižší frekvencí přichází vždy zhruba o 3 dny později než signál s vyšší frekvencí.

Z blízkého magnetaru vychází záblesky připomínající rychlé rádiové pulzy FRB

Nová analýza dat z roku 2009 odhalila více informací o zvýšené aktivitě magnetaru 1E 1547.0–5408 v roce 2009. Rentgenové a rádiové záblesky z této neutronové hvězdy se silným magnetickým polem vědcům vzdáleně připomínají FRB signály. Podle jejich nové studie je možné, že magnetary do vesmíru vysílají celou škálu rádiových záblesků, z nichž některé jsou podobné FRB signálům a jiné se blíží běžné aktivitě rádiových pulzarů.

První zdroj FRB signálu v naší galaxii se znovu ozval třemi intenzivními milisekundovými záblesky

V dubnu astronomové detekovali první FRB signál přicházející od hvězdy z naší vlastní galaxie. Ze stejného zdroje SGR 1935+2154 v Mléčné dráze byl detekován začátkem října detekován další FRB signál. Zkoumání této hvězdy vědce přibližuje k rozluštění původu těchto signálů s neznámým původem.

První přesně změřená vzdálenost magnetaru může vědce přiblížit k rozluštění původu tajemných signálů FRB

Astronomové poprvé přímo změřili vzdálenost magnetaru pomocí paralaxy. Jejich cílem byla neutronová hvězda XTE J1810-197 s původně odhadovanou vzdáleností kolem 10 tisíc světelných let. Nová pozorování teleskopem VLBA (Very Long Baseline Array) tuto vzdálenost zpřesnila na 8 100 světelných let. Tento výzkum by mohl vědce přiblížit k odpovědi na otázku, zda jsou to právě magnetary (neutronové hvězdy s extrémně silným magnetickým polem), které způsobují tajemné rádiové signály FRB přicházející k nám z hlubokého vesmíru.

Objev druhého FRB signálu s pravidelným cyklem aktivity

Astronomové objevili pravidelnou periodu u dalšího z rychlých rádiových pulzů FRB. Tyto velmi krátké signály jsou známé pouhých několik let a zatím není zřejmé, co je způsobuje. Dodnes bylo pozorováno několik stovek FRB signálů a většinou šlo o jednorázové signály. Některé signály však byly zaznamenány vícekrát a začátkem tohoto roku byl objeven první s pravidelným cyklem. Nyní byl objeven druhý a vědci doufají, že jim pomůže objasnit, co tento fenomén způsobuje.