Tidigare hittades ofta nya föremål och fenomen när tekniken utvecklades. Nu är det inte annorlunda, och för många känns det som om gränserna är oändliga. Här är en sådan ny klass av studier, och vi har turen att vara med när det börjar växa. Läs vidare för att lära dig mer och se till att de vetenskapliga processerna spelas.

Vissa FRB-signaler. |

Verklighet...

Det var först 2007 som den första signalen för snabbradioburst (FRB) upptäcktes. Duncan Lorimer (West Virginia University) tillsammans med undergraden David Narkevic tittade på arkiverade pulsaruppgifter från det 64 meter breda Parkes Observatory när de jagade efter bevis på gravitationsvågor när några konstiga uppgifter från 2001 upptäcktes. En puls med radiovågor (senare benämnd FRB 010724 i konventet år / månad / dag, eller FRB YYMMDD men inofficiellt känd som Lorimer Burst) sågs inte bara den ljusaste någonsin sett (samma energi som solen släpper ut i en månad, men i detta fall under en period på 5 millisekunder) men var också från miljarder ljusår bort och varade i millisekunder. Det var definitivt utanför vårt galaktiska kvarter baserat på spridningsmåttet (eller hur mycket interaktion sprängningen hade med interstellar plasma) på 375 parsec per kubikcentimeter plus de kortare våglängderna som anlände före de längre (vilket innebär interaktion med det interstellära mediet), men Vad är det? När allt kommer omkring, pulsars får sitt namn från sin periodiska natur, något som en FRB inte är typiskt (Yvette 24, McKee, Popov, Lorimer 44).

Forskare insåg att om en sådan bristning sågs i en liten del av himlen (i snabbt, 40 grader söder om mjölkvägskivan), skulle fler ögon behövas för att se ännu mer. Lorimer beslutar att få hjälp, så han tog in Matthew Bailes (Swinburne University of Technology i Melbourne), medan Maura McLaughlin utvecklade programvara för att jaga efter radiovågorna. Du förstår, det är inte så lätt som att peka en maträtt på himlen. En sak som påverkar observationerna är att radiovågor kan vara så små som 1 millimeter våglängd och så stora som hundratals meter, vilket betyder att mycket mark måste täckas. Effekter kan förbättra signalen, såsom fasspridning, orsakad av fria elektroner i universum som försenar signalen genom att minska frekvensen (vilket faktiskt erbjuder oss ett sätt att indirekt mäta universumets massa, för förseningen i signalen indikerar elektronen räkna det passerat). Slumpmässigt brus var också ett problem, men programvaran kunde hjälpa till att filtrera dessa effekter. Nu när de visste vad de skulle leta efter genomfördes en ny sökning under en sexårsperiod. Och konstigt nog hittades fler men bara på Parkes. Dessa 4 detaljerades i en 5 juli-nummer av Science av Dan Thorton (University of Manchester), som postulerade baserat på spridningen av skurarna såg att man kunde hända var tionde sekund i universum. Baserat igen på dessa dispersionsavläsningar var den närmaste 5, 5 miljarder ljusår bort medan den längst var 10, 4 miljarder ljusår bort. Att se en sådan händelse på det avståndet skulle kräva mer energi än solen lägger ut på 3000 år. Men tvivlar var där ute. Trots allt, om bara ett instrument hittar något nytt medan andra jämförbara inte har det, så är något vanligtvis uppe och det är inte ett nytt fynd (Yvette 25-6, McKee, Billings, Champion, Kruesi, Lorimer 44-5, Macdonald "Astronomer, " Cendes "Cosmic" 22).

I april 2014 såg Arecibo-observatoriet i Puerto Rico en FRB, som slutade spekulationerna, men det var också i arkiverade data. Men lyckligtvis behövde forskare inte vänta länge på en levande observation. 14 maj 2014 såg våra kompisar på Parkes plats FRB 140514, som ligger cirka 5, 5 miljarder ljusår bort, och kunde ge upphov till upp till 12 andra teleskoper så att de också kunde upptäcka det och titta på källan i infraröd, ultraviolett, Röntgen och synligt ljus. Ingen efterglöd upptäcktes, ett stort plus för FRB-modellen. Och för första gången avslöjades en nyfiken egenskap: bristen hade en cirkulär polarisering av både elektriska och magnetiska fält, något mycket ovanligt. Den pekar på magnetarteorin, som kommer att diskuteras mer detaljerat i avsnittet Hyperflare. Sedan dess hittades FRB 010125 och FRB 131104 i arkivdata och hjälpte forskare att inse att det angivna antalet möjliga FRB var fel. När forskare tittade på dessa platser i månader, hittades inga fler FRB: er. Det är emellertid värt att notera att dessa låg i mittlängden (-120 till 30 grader), så kanske har FRB: er en orienteringskomponent som ingen är medveten om (Yvette 25-6, Hall, Champion, White, Cendes "View" 24-5).

Och vår goda kompis, Parkes-teleskopet, tillsammans med Effelsberg-teleskopet (ett 100-metersdjur) hittade ytterligare 5 FRB under en fyraårsperiod: FRB 090625, FRB 121002, FRB 130626, FRB 130628 och FRB 130729. De hittades på de södra breddegraderna efter att de två teleskopen, båda parter i gruppen High Time Resolution Universe (HTRU), tittade på 33 500 objekt under totalt 270 sekunder per objekt vid 1, 3 GHz med en bandbredd på 340 MHz. Efter att ha kört data genom specialprogram som letade efter FRB-liknande signaler upptäcktes de 4. Efter att ha tittat på spridningen av himlen som tittades på för alla kända FRB vid den tiden (41253 kvadratgrader), genom att jämföra den datainsamlingshastigheten med jordens rotation, gav forskare en väsentligt sänkt hastighet för möjlig FRB-detektion: runt 35 sekunder mellan händelserna. Ett annat fantastiskt fynd var FRB 120102, för det hade två toppar i dess FRB. Det stöder idén om att FRB: er kommer från supermassiva stjärnor som kollapsar i svarta hål, med stjärnrotation och avstånd från oss som påverkar tidpunkten mellan topparna. Det gör ett slag mot hyperflörsteorin, för två toppar kräver att antingen två blossar inträffade i närheten (men för nära baserat på de kända perioderna för dessa stjärnor) eller att den individuella flänsen hade flera strukturer för den (av vilka inga bevis tyder på detta är möjligt) (Champion).

... till teorin

Nu bekräftat med säkerhet började forskare att spekulera som möjliga orsaker. Kan det bara vara en flare? Aktiva magnetar? En neutronstjärnkollision? Förångning av svart hål? Alfven vågor? Kosmiska strängsvibrationer? Att fastställa källan har visat sig vara en utmaning, för ingen tidigare glöd eller efterglöd har sett. Många radioteleskop har också låg vinkelupplösning (vanligtvis bara en fjärdedel av graden) på grund av radiovågorna, vilket innebär att det är nästan omöjligt att bestämma en viss galax för FRB. Men när fler data kom in, eliminerades vissa alternativ (Yvette 25-6, McKee, Cotroneo, Bilings, Champion, Cendes "Cosmic" 23, Choi).

Tyvärr är FRB: er för ljusa för att de ska vara efterdyningarna av ett supermassivt svart hål som förångas. Och eftersom de inträffar oftare än kollisioner med neutronstjärnor är de också utanför bordet. Och den 14 maj 2014 hade FRB ingen långvarig efterglödning upptäckt trots att så många ögon stirrade på den och eliminerade typ Ia-supernova för de har definitivt sådana (Billings, Hall).

Evan Keane och hans team, tillsammans med Square Kilometre Array och bra ol'Parkes, hittade äntligen platsen för en av skurarna nästa år. Det konstaterades att FRB 150418 inte bara hade en efterglödning upp till 6 dagar senare, utan att den befann sig i en elliptisk galax cirka 6 miljarder ljusår bort. Båda skadar supernova-argumentet ytterligare, för de har en efterglöd som varar i veckor och inte alltför många supernovor händer i gamla elliptiska galaxer. Mer troligt är en neutronstjärnkollision som producerar bristen när de smälter samman. Och den fantastiska delen om upptäckten av 150418 var att eftersom värdobjektet hittades, genom att jämföra skurarnas toppljusthet med förväntningarna, kan forskare bestämma materiedensiteten mellan oss och galaxen, vilket kan hjälpa till att lösa universums modeller. Allt detta låter bra, eller hur? Bara ett problem: forskare fick allt 150418 fel (Plait, Haynes, Macdonald "Astronomer").

Edo Berger och Peter Williams (båda från Harvard) såg lite hårdare på efterglödningen. Det hade fastställts från ungefär 90 och 190 dagar efter FRB-inspektionen av värdgalaxen att energiproduktionen skilde sig avsevärt från sammanslagningen av neutronstjärnor men stämmer väl upp med en aktiv galaktisk kärna, eller AGN, eftersom den antagna efterglödningen fortsatte att hända väl efter FRB (något som en kollision inte skulle göra). I själva verket visar observationer från 27-28 februari att efterglödningen blev ljusare . Vad ger? Vid den första studien togs vissa datapunkter inom en vecka efter varandra och kunde ha misstagits för stjärnaktivitet på grund av deras närhet till varandra. AGN har emellertid en periodisk karaktär för dem och inte en hit and run natur av FRB. Ytterligare uppgifter visar en återankring av radioemission vid 150418, så var det verkligen? Vid denna punkt, troligtvis ett nej. Istället var 150418 bara en stor bråk från en matande galaxens svarta hål eller en aktiv pulsar. På grund av osäkerheten i regionen (200 gånger det som är troligt) blir problemet aritmetiskt (Williams, Drake, Haynes, Redd, Harvard).

Fler FRB-signaler. |

Men lite stor vetenskaplig lönesmuts låg kort runt hörnet. När Paul Scholz (en McGill University-student) gjorde en uppföljningsstudie av FRB 121102 (hittades av Laura Spitler 2012 och baserat på spridningsmåttet som hittades av Arecibo Radioteleskop indikerar en extragalaktisk källa), blev de förvånade över att upptäcka att 15 nya skurar kom från samma plats på himlen med samma spridningsmått! Det är enormt, eftersom det pekar på FRB: er som inte en engångshändelse utan något kontinuerligt, en återkommande händelse. Plötsligt spelas alternativ som aktiva neutronstjärnor tillbaka medan neutronstjärnkollisioner och svarta hål är ute, åtminstone för denna FRB. Genomsnitt av 11 skurar uppmätta och med användning av VLBI ger en plats för höger uppstigning på 5h, 31m, 58s och en minskning av + 33d, 8m, 4s med en osäkerhet om spridningsmåttet på cirka 0, 002. Också värt att notera var att mer dubbla toppar observerades vid uppföljningar av VLA och att forskarna tittade på under 1.214-1.537 GHz, många skurar hade sin toppintensitet vid olika delar av det spektrumet. Vissa undrade om diffraktion kan vara orsaken, men inga delar av typiska interaktioner sågs. Efter denna topp sågs ytterligare 6 skurar från samma plats och några var mycket korta (så små som 30 mikrosekunder), vilket hjälpte forskare att fastställa FRB: s placering eftersom sådana förändringar bara kunde hända i ett litet utrymme: en dvärggalax 2, 5 miljarder ljusår bort i stjärnbilden Auriga med ett massinnehåll som var 20 000 gånger mindre än Vintergatan (Spitler, Chipello, Crockett, MacDonald "6", Klesman "Astronomer", Moskvitch, Lorimer 46, Timmer "Arecibo", Cendes " Kosmisk "22, Timmer" Vad som helst ").

Men den stora frågan om vad som orsakar FRB förblir ett mysterium. Låt oss nu utforska några möjligheter på lite mer djup.

FRB 121102 |

Hyperflares och magneter

Forskare beslutade 2013 att titta mer på Lorimer-bristen i hopp om att se några ledtrådar om vad en FRB kunde vara. Baserat på ovannämnda dispersionsåtgärd såg forskare efter en värdgalax som skulle ställa sig upp på ett avstånd större än 1, 956 miljarder ljusår bort. Baserat på det hypotetiska avståndet var FRB en händelse som skulle ha varit en energisprängning på cirka 10 33 Joules och skulle ha träffat en temperatur på cirka 10 34 Kelvin. Baserat på tidigare data inträffar sådana energinivåer cirka 90 gånger per år per gigaparsec (y * Gpc), vilket är långt mindre än de ungefär 1000 supernovahändelserna som inträffar per y * Gpc men mer än de fyra gammastrålarna per y * GPC. Det bör också noteras att bristen på gammastrålar vid utbrottet, vilket innebär att de inte är relaterade fenomen. En stjärnbildning som verkar passa bra upp är magnetar, eller starkt polariserade pulsarer. En ny bildas i vår galax ungefär var 1000 år och hyperflarer från deras bildning skulle teoretiskt matcha energiproduktionen som den som bevittnades i Lorimer-bristen, så att leta efter unga pulsarer skulle vara en start (Popov, Lorimer 47).

Så vad skulle hända med den här hyperflänsen? En instabilitet i rivningsläget, en form av plasmavbrott, kan uppstå i en magnetars magnetosfär. När det snäpps kan max 10 millisekunder uppstå för en radiobrist. Eftersom magnetformationen är beroende av att ha en neutronstjärna till att börja med, kommer de från kortlivade stjärnor och därmed behöver vi en hög koncentration om vi skulle få antalet blosser bevittnas. Tyvärr döljer damm ofta aktiva webbplatser och hyperflares är redan en tillräckligt sällsynt händelse att bevittna. Jaget kommer att vara svårt, men data från Spitler-bristen indikerar att det kan vara en kandidat för en sådan magnetar. Den visade en framträdande Faraday-rotation som endast skulle uppstå från ett extremt tillstånd som bildning eller ett svart hål. 121102 hade något som vrider sin FRB med en Faraday-rotation och radiodata indikerade ett närliggande objekt, så det var kanske det här. De högre frekvenserna för 121102 visade polarisering förknippad med unga neutronstjärnor innan de blir magnetar. Andra magnetmöjligheter inkluderar en magnetar-SMBH-interaktion, en magnet fångad i ett moln av skräp från en supernova eller till och med en kollision av neutronstjärnor (Popov, Moskvitch Lorimer 47, Klesman "FRB, " Timmer "Vad än", Spitler).

Med allt detta i åtanke utvecklades en potentiell modell 2019 av Brian Metzger, Ben Margalit och Lorenzo Sironi baserat på dessa repeater FRB. Med något som är tillräckligt kraftfullt för att ge ett enormt utflöde av laddade partiklar i en flare och polariserad omgivning (som en magnet), kommer det utströmmande skräpet att komma i kontakt med gammalt material runt stjärnan. Elektroner blir upphetsade och som ett resultat av de polariserade förhållandena börjar rotera om magnetfältlinjer, vilket genererar radiovågor. Detta händer när materialvågen blir mer och mer påverkande, vilket får chockvågen att sakta ner. Det är där saker blir intressanta, för att sakta ner materialet orsakar en Doppler-förskjutning i våra radiovågor och sänker deras frekvens till vad vi slutar se. Detta resulterar i ett huvudbrott följt av flera mindre, som många datauppsättningar har visat (Sokol, Klesman "Second").

Blitzars

I en annan teori som först postulerades av Heino Falcke (från Radbouduniversitetet Nijmegen i Nederländerna) och Luciano Rezzolla (från Max Planck Institute for Gravitational Physics i Postdam) involverar denna teori en annan typ av neutronstjärna känd som en blitzar. Dessa skjuter massgränsen till den punkt där de nästan kan kollapsa i svarta hål och har en enorm snurr i samband med dem. Men när tiden går minskar deras snurr och den kommer inte längre att kunna bekämpa tyngdkraften. Magnetfältlinjer bryts isär och när stjärnan blir ett svart hål är energin som frigörs en FRB - eller så går teorin. En attraktiv egenskap med denna metod är att gammastrålar absorberas av det svarta hålet, vilket innebär att ingen kommer att ses, precis som vad som har observerats. En stor nackdel är att de flesta neutronstjärnor skulle behöva bli blitzars om denna mekanism är korrekt, något som är mycket osannolikt (Billings).

Citerade verk

Andrews, Bill. "Snabbradio spricker nu lite mindre mystisk." Astronomy.com. Kalmbach Publishing Co., 04 Jan. 2017. Web. 06 februari 2017.

Billings, Lee. "En lysande blixt, sedan ingenting: nya" snabba radiobrister "mystifierar astronomer." ScientificAmerican.com . Nature America, Inc., 9 juli 2013. Web. 01 juni 2016.

Cendes, Yvette. “Anomali från ovan.” Upptäck juni 2015: 24-5. Skriva ut.

---. "Kosmiska smällare." Astronomi februari 2018. Tryck. 22-4.

Champion, DJ et al. ”Fem nya snabba radiobristningar från HTRU: s höga latitudundersökning: Första bevis för tvåkomponenter.” ArXiv: 1511.07746v1.

Chipello, Chris. "Mystiska kosmiska radiobrister hittades att upprepa." McGill.com . McGill University: 02. mars 2016. Web. 3 juni 2016.

Choi, Charles Q. "The Brightest Radio Wave Burst Ever Detected." insidescience.org . American Institute of Physics. 17 nov 2016. Webben. 12 oktober 2018.

Cotroneo, Christian. "Radio Bursts: Mysterious Lorimer Waves From Another Galaxy Baffle Astronomers." HuffingtonPost.com . Huffington Post: 8 juli 2013. Webben. 30 maj 2016.

Crockett, Christopher. ”Upprepa snabba radiobrister inspelade för första gången.” Sciencenews.org . Society for Science & the Public: 02 Mar. 2016. Web. 3 juni 2016.

Drake, Naida. “Den explosionen av radiovågor som produceras av kolliderande stjärnor? Inte så snabbt. ” Nationalgeographic.com . National Geographic Society, 29 februari 2016. Web. 01 juni 2016

Hall, Shannon. "'Fast Radio Burst' upptäckte live i rymden för första gången." Space.com . Purch, Inc., 19 februari 2015. Web. 29 maj 2016.

Harvard. "Snabbradiobrast" efterglöd "var faktiskt ett flimrande svart hål." astronomy.com . Kalmbach Publishing Co., 04. april 2016. Web. 12 september 2018.

Haynes, Korey. "Fast Radio Burst is a Bust." Astronomi jul 2016: 11. Tryck.

Klesman, Allison. "Astronomer hittar källan till Fast Radio Burst." Astronomi maj 2017. Tryck. 16.

---. "FRB ligger nära ett starkt magnetfält." Astronomi maj 2018. Skriv ut. 19.

---. "Det har hittills upprepats snabba radiobrister." Astronomi. Maj 2019. Skriv ut. 14.

Kruesi, Liz. "Mysterious Radio Bursts Spotted." 2013: 20. Tryck.

Lorimer, Duncan och Maura McLaughlin. "Blinkar i natten." Scientific American Apr. 2018. Tryck. 44-7.

MacDonald, Fiona. "6 mer mystiska radiosignaler har upptäckts från utanför vår galax." Scienealert.com . Science Alert, 24 dec 2016. Web. 06 februari 2017.

---. "Astronomer har äntligen fastställt ursprunget till en mystisk explosion i rymden." sciencealert.com . Science Alert, 25 februari 2016. Web. 12 september 2018.

McKee, Maggie. “Extragalactic Radio Burst Puzzles Astronomers.” Newscientists.com . Relx Group, 27 september 2007. Web. 25 maj 2016.

Moskvitch, Katia. "Astronomer spårar radiobristning till extremt kosmiskt grannskap." Quantamagazine. Quanta, 10 januari 2018. Webben. 19 mars 2018.

Plait, Phil. "Astronomer löser ett mysterium av snabba radiobristningar och hittar halva det saknade materialet i universum." Slate.com . Skiffergruppen, 24 februari 2016. Web. 27 maj 2016.

Popov, SB och KA Postnov. “Hyperflares of SGRs as a engine for millisecond extragalactic radio bursts.” ArXiv: 0710.2006v2.

Redd, Nola. "Inte så snabbt: Radio Burst Mystery Far From Solved." seeker.com . Discovery Communications, 4 mars 2016. Webben. 13 oktober 2017.

Sokol, Joshua. "Med en andra repeterande radiobristning stänger astronomer i en förklaring." quantamagazine.com . Quanta, 28 februari 2019. Webben. 01 mars 2019.

Spitler, LG et al. “Ett upprepande snabbt radiobrist.” ArXiv: 1603.00581v1.

---. "Ett repeterande snabbt radiobrist i en extrem miljö." innovation-report.com . innovations-rapport, 11 januari 2018. Webben. 01 mars 2019.

Timmer, John. "Arecibo Observatory upptäcker en snabb radiobrist som fortsätter att spricka." 02. mars 2016. Webben. 12 september 2018.

---. "Vad som än orsakar snabba radiobrister sitter i ett intensivt magnetfält." arstechnica.com Conte Nast., 15 jan. 2018. Web. 12 oktober 2018.

Vitt, Macrina. "Mystisk radiobrist fångad i realtid för första gången någonsin." Huffingtonpost.com . Huffington Post, 20 januari 2015. Webb. 13 oktober 2017.

Willams, PKG och E. Berger. Kosmologiska ursprung för FRB 150418? Inte så snabbt. 26 februari 2016.