A gyors rádiókitörések (FRB) naponta körülbelül 10 000 alkalommal robbannak az égbolton, de a tudósok még mindig nehezen találnak magyarázatot rájuk. Egy új kutatás viszont közelebb viheti a csillagászokat a megoldáshoz.
Mi az a gyors rádiókitörés?
A gyors rádiókitörések (FRB) intenzív, rövid élettartamú rádióhullám-kitörések, amelyek a Tejútrendszeren túlról érkeznek. Egyetlen ezredmásodperc alatt annyi energiát bocsátanak ki, mint amennyit a Nap három nap alatt.
Annak ellenére, hogy naponta körülbelül 10 000 FRB robban ki az égbolton, ezek a rádióhullám-kitörések továbbra is rejtélyesek. Az egyik legnagyobb kérdés, hogy a legtöbbjük miért csak egyszer villan fel, majd eltűnik, míg egy kis részük – kevesebb mint 3% – ismétlődik. Ez arra ösztönzi a tudósokat, hogy alaposan kutassák az FRB-k keletkezésének mechanizmusait. Egyesek úgy vélik, hogy különböző égi objektumok képesek létrehozni mind az ismétlődő, mind az egyszeri FRB-ket.
Az új kutatás eredményei
A Torontói Egyetem tudósai a Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) segítségével a polarizált fény tulajdonságaira összpontosítottak 128 nem ismétlődő FRB esetében. Ez azt mutatta, hogy az egyszeri FRB-k távoli, a Tejútrendszerhez hasonló galaxisokból származnak, szemben az extrém környezetekkel, amelyek az ismétlődő társaikat indítják. Az eredmények közelebb vihetik a tudósokat az FRB-k rejtélyének megoldásához.
Ayush Pandhi, a Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics és a David A. Dunlap Department of Astronomy & Astrophysics PhD. hallgatója szerint: „Eddig az FRB-ket úgy vizsgáltuk, mint a csillagokat az égen, a fényességüket nézve és esetleg meghatározva, hogy milyen messze vannak. Azonban az FRB-k különlegesek, mert polarizált fényt is kibocsátanak, ami azt jelenti, hogy az ezekből a forrásokból származó fény egy irányban orientált.”
A polarizált fény szerepe
A polarizált fény olyan hullámokból áll, amelyek ugyanabban az irányban rendeződnek – függőlegesen, vízszintesen vagy egy köztes szögben. A polarizáció változásai magyarázhatják az FRB-t kiváltó mechanizmust, és ezáltal feltárhatják annak forrását. A polarizáció azt is elárulhatja, milyen környezeten kellett az FRB-nek áthaladnia, mielőtt elérte volna a Földi detektorokat. Ez a tanulmány volt az első nagyszabású vizsgálat a nem ismétlődő FRB-k polarizációjának vizsgálatára.
A nem ismétlődő FRB-k kutatása eddig hiányos volt, mivel sokkal könnyebb megfigyelni az ismétlődő FRB-ket. Ennek az az oka, hogy a csillagászok már tudják, hol fognak előfordulni, így lehetséges rájuk irányítani a rádióteleszkópot és várni. A nem ismétlődő FRB-k esetében viszont más a helyzet. A csillagászoknak olyan teleszkóppal kell rendelkezniük, amely egyszerre nagy területet képes megfigyelni az égen, mivel nem tudhatják előre, honnan érkezik a jel.
Pandhi elmagyarázta: „Az FRB-k bárhol felbukkanhatnak az égen. A CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) egyedülálló ebben az értelemben, mert egyszerre nagy égterületet figyel.” Hozzátette: „Más tanulmányok talán 10 nem ismétlődő FRB polarizációját vizsgálták, de most először néztünk meg több mint 100-at. Ez lehetővé teszi számunkra, hogy újragondoljuk, mik is valójában az FRB-k, és hogyan különbözhetnek az ismétlődő és nem ismétlődő FRB-k.”
A kutatás jövője
Pandhi szerint az új kutatás kizárta a nem ismétlődő FRB-k egyik fő gyanúsítottját. Mindeddig a nagyon mágneses, gyorsan forgó neutroncsillagok, vagyis a pulzárok. Az eredmények alapján a polarizált fény vizsgálata segíthet kizárni bizonyos elméleteket az FRB-k forrásával kapcsolatban.
„Ha több elmélet között vagyunk bizonytalanok, most már megvizsgálhatjuk a polarizált fényt, és megkérdezhetjük: ‘Ez kizár bármilyen elméletet, amelyet eddig nem zártunk ki?’” – mondta Pandhi. „Ez egy újabb paramétert, vagy akár néhány további paramétert ad hozzá, hogy segítsen kizárni az elméleteket, amíg nem találunk egy olyat, amely megfelel.”
A kutatás alapot nyújt a jövőbeli FRB-vizsgálatokhoz. Pandhi maga is azon dolgozik, hogy megkülönböztesse a Tejútrendszerben történt FRB-k polarizációját azoktól, amelyek más galaxisokban és közelebb a kibocsátásuk forrásához történtek. Ez segíthet jobban megérteni az FRB-k keletkezésének mechanizmusait.
