Nopea radiopuhallus

In tähtitiede , murtuu nopeasti radio ( nopea radio burst , FRB) tai purskeiden Lorimer ( Lorimer burst ) ovat murtuu radioaaltojen kestävät muutaman millisekunnin .

Ensimmäinen näistä löysi johtama tutkijaryhmä Duncan Lorimer, joka analysoi dataa tähtitieteellinen tutkimus ja Pieni Magellanin pilvi .

Historiallinen

Vuonna 2000-luvun puolivälissä, tutkijat Duncan Lorimer (professori fysiikan ja tähtitieteen keskuksen gravitaatioaaltoja ja kosmologian klo yliopistossa Länsi-Virginia , USA ) ja Maura McLaughlin (astronomi Virginian yliopistossa -Occidentale) uskottu David Narkevic, yksi heidän opiskelijoistaan ​​analysoimalla Magellanic Clouds -havaintojen arkistotiedot viisi vuotta aikaisemmin radioteleskoopilla Parkesissa , Australiassa .

Vuoden 2007 alussa Narkevic löysi signaalin, joka oli sata kertaa voimakkaampi kuin taustamelu . Signaalin kesto osoittaa, että säteilylähteen halkaisija on enintään 10 valomillisekuntia tai noin 3000  km , noin neljäsosa maan halkaisijasta . Sen likimääräinen sijainti osoittaa, että se tulee alueelta, joka sijaitsee muutaman asteen Pienestä Magellanic-pilvestä etelään . Sille on ominaista voimakas hajonta, joka sijoittaa etäisyyden lähteeseen noin 3 miljardiin valovuoteen , ts. Selvästi yli paikallisen ryhmän . Tähtien välinen dispersio vaikuttaa radioaaltojen etenemiseen, kun ne kohtaavat vapaita elektroneja . Nämä toimivat kuten plasma tekisi . Tässä väliaineessa radioaaltojen etenemisnopeus vaihtelee taajuuden funktiona. Mitä matalampi tämä taajuus, sitä suurempi viive verrattuna korkeamman taajuuden aaltoihin. Mitä suurempi etäisyys tästä ylitetystä väliaineesta on, sitä suurempi on viive radiosignaalin eri aallonpituuksien välillä. Tästä seuraa, että tämän aikasiirtymän mittaus antaa tietoa etäisyydestä emissiolähteestä.

Vuonna 2007 Lorimer et ai. , Duncan Lorimer ilmoittaa löytäneensä korkean intensiteetin radiopurskeen Parkesin observatorion toteuttaman pienen magellanisen pilven alueen 1,4 gigahertzin tähtitieteellisen tutkimuksen tiedoista. Alle 5 millisekuntia kestävä purske sijaitsee 3 astetta pilven ulkopuolella eikä sillä ole yhteyttä jälkimmäiseen tai Linnunradaan . Teoreettisten analyysien mukaan purske sijaitsi alle 1 giga- parsekin etäisyydellä .

Vuonna 2010 löydettiin 16 samanlaista, mutta maanpäällistä pursketta. Lorimer et ai. pysyi ainutlaatuisena vuoteen 2013 asti, jolloin löydettiin 4 uutta pursketta.

2. marraskuuta 2012The radioteleskooppi on Arecibo Observatory vuonna Puerto Rico , yksi suurimmista ja herkin maailmassa, raportit, joiden puolestaan eristetty voimakkaan radiosignaalin. ”Tutkijat ihmettelivät, eikö tämä ollut Parkes-antennin toimintahäiriö. Mutta koska vuoden 2012 purske havaittiin eri radioteleskoopilla kuin Parkes, todellinen tieteellinen työ voi alkaa. "

10. heinäkuuta 2014, Arecibo Observatory -ryhmä vahvistaa The Astrophysical Journal -lehdessä julkaistussa artikkelissa , että näitä outoja kosmisia ilmiöitä esiintyy tosiasiallisesti 10000 kertaa päivässä taivaalla. Ellet ajattele mahdollisuutta tulla pommitetuksi maapallon ulkopuolisilta viesteiltä , joita olisi myös läsnä kaikkialla maailmankaikkeudessa, on keskityttävä muihin keinoihin.

Tutkimuksen kirjoittajien mukaan 10. heinäkuuta 2014, nämä radiosignaalit näyttävät tulleen toisesta galaksista , joka on useiden miljoonien valovuosien päässä: "Todennäköisesti radioaallot tulevat ekstragalaktisen avaruuden rajoista - erittäin mielenkiintoinen mahdollisuus", sanoo astrofyysikko ja löytö, Victoria Kaspi, McGill Universityn julkaisemassa artikkelissa .

Parkesin observatoriossa tehdyn tutkimuksen jälkeen käy ilmi, että melkein kaikki paikan päällä havaitut nopeat radiopurkaukset olisivat peritioita  ( maanpäälliset nopeat radiopurkaukset) ja löytäisivät alkuperänsä mikroaaltouunin käytöstä . Tutkimuksessa kuitenkin täsmennetään, että nämä perytonit eivät ole FRB 010724: n tai FRB150215: n lähde.

Kanadassa sijaitseva CHIME-radioteleskooppi, joka on täysin toimintavalmis vuodestasyyskuu 2018, joka skannaa koko pohjoisen taivaan 24 tuntia vuorokaudessa, ja jonka alun perin oli tarkoitus kartoittaa vedyn intensiteetti (CHIME) alkuperäisen maailmankaikkeuden tutkimiseksi, on havainnut muita esimerkkejä näistä kosmisista välähdyksistä, mukaan lukien toistuva (toinen löydös joka toistetaan vähintään viisi kertaa, koska 1. s vilkkuu14. elokuuta 2018). Sitä on testattu 1 s kerran heinäkuussa jaelokuu 2018, havaitsemalla 13 BPR: ää (Tähtitiede on tähän mennessä havainnut noin 60 esimerkkiä). CHIME havaitsi myös matalataajuisen salaman (400 megahertsiä, kun taas edellinen ennätys, matalataajuus alle 700 megahertsiä, oli 580 megahertsiä). Ensimmäiset CHIME-havainnot tehtiin siis, kun sitä vielä viritettiin. Uusia löytöjä odotetaan.

Hypoteesit

Näiden purskeiden fyysistä alkuperää ei vielä tunneta. Yksi hypoteeseista sisältää blitzareita , toinen gammasäteily . Jotkut tutkijat ovat myös ottaneet esiin mahdollisuuden havaita salaisia sotilaallisia satelliitteja tai jotakin maan ulkopuolista älykkyyttä . FRB: n sijainti Linnunradan ulkopuolella tekee hypoteesin sotilaallisista satelliiteista vanhentuneen.

McGill Universityn artikkelissa hypoteesit, joiden katsotaan selittävän nämä signaalit, olisivat mustia aukkoja, jotka haihtuvat, syntyvät tai kuolevat uudenlaiset neutronitähdet tai pulssit . Kriittinen selostus eri teorioista julkaistiin vuonna 2019.

Loppu huhtikuu 2020, magnetaarisen SGR 1935 + 2154: n löytäminen paljastaa ensimmäisen tunnetun nopean radiopurskeen Linnunradan sisällä. Sen tutkimus johtaa magnetar-polun suosimiseen näiden tapahtumien alkuperänä.

Merkittäviä purskeita

Vuoden 2020 alussa havaituista sadasta nopean radion purskeesta 5 sijaintia voitiin sijoittaa, joista kahdella oli toistuvia purskeita.

FRB 121102

Tunnistettu 2014, mutta rekisteröity vuodesta marraskuu 2012jonka Arecibo radioteleskooppi , FRB 121102 on toistuva lähde (yli 200 tapahtumaa tallennettu lopusta 2012 ja vuoden 2017 loppuun), mutta ei määräajoin lähde nopean radiopurskeiden. Tämä on ainoa toistuva lähde, joka on tähän mennessä tiedossa FRB 180814: n kanssa (maaliskuu 2019), Ja myös vain yksi, joka on tunnistettu tasavirtalähteen kanssa (mutta hyvin alhainen) ja radioaaltojen ja näkyvää valoa, joka sijaitsee kääpiögalaksin kaukainen noin 3000000000 ja valon vuotta . Räjähdykset, jotka kestävät 30  mikrosekunnin ja 2  ms: n välillä , ovat lähes 100-prosenttisesti polarisoituneita ja ne voivat olla peräisin neutronitähdestä, joka on lähellä massiivista mustaa aukkoa tai jota ympäröi plerioni tai muu supernova-jäännöksen muoto .

FRB 180924

ASKAP- radioteleskooppiverkon ansiosta nopean radiopurskeen sijainti määritettiin vuonna 2019 toisen kerran.

FRB 180916

Tämä epätyypillinen lähde esittelee purskeita 16,35 päivän jakson aikana. Tämä erittäin ainutlaatuinen sykli jakautuu 4 päivän päästöjaksoksi ja 12 päivän päästöttömäksi jaksoksi. Tämän signaalin havaitsi CHIME-radioteleskooppi (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment), joka sijaitsi Vancouverista itään (Kanada), Jason Hesselsin tiimiltä Amsterdamin yliopistosta (Alankomaat). Kiitos Euroopan erittäin pitkän perustason interferometriverkoston, joka koostuu 22 radioteleskoopista ympäri maailmaa, sen lähde sijaitsi SDSS-galaksissa J015800.28 + 654253.0. Tämä spiraaligalaksi sijaitsee vajaan 500 miljoonan valovuoden päässä meistä.

FRB 190523

Vuonna 2019, pian FRB 180924: n sijaintia koskevan julkaisun jälkeen, OVRO onnistui myös löytämään toisen nopean radiopurskeen alkuperän.

Astrofysiikan sovellukset

Vuonna 2020 julkaistussa tutkimuksessa ehdotettiin tunnettujen lokalisointien nopeiden radiopuhallusten käyttöä galaktisen avaruuden läsnä olevan bararyonisen aineen määrän arvioimiseksi . Löydetty arvo on yhdenmukainen primordiaalisten nukleosynteesimallien kanssa .

Huomautuksia ja viitteitä

(fr) Tämä artikkeli on osittain tai kokonaan otettu Wikipedian englanninkielisestä artikkelista "  Lorimer burst  " ( katso kirjoittajaluettelo ) .

Huomautuksia

  1. 30 janskin intensiteetti .

Viitteet

  1. (en) DR Lorimer, M. Bailes, MA McLaughlin, DJ Narkevic ja F. Crawford, “  A Bright Millisecond Radio Burst of Extragalactic Origin  ” , Science , voi.   318,27. elokuuta 2007, s. 777-780 ( lue verkossa ).
  2. (in) "  Duncan Lorimer - Professor  " , Länsi-Virginian yliopiston sivustolla , physics.wvu.edu (käytetty 25. tammikuuta 2018)
  3. Duncan Lorimer, Maura McLaughlin, "  Mistä nopeat radiot puhkeavat?"  » , Sivustolla Pourlascience.fr ,28. toukokuuta 2018
  4. "Avaruuden radiosignaali kiihottaa tähtitieteilijöiden yhteisöä" , Gaël Lombart, Le Parisien .fr , 16. elokuuta 2014.
  5. (sisään) Sarah Burke-Spolaor Matthew Bailes, Ronald Ekers, Jean-Pierre Macquart Fronefield Crawford III, "  Radio Bursts with Extragalactic Spectral Characteristics Show Terrestrial Origins  " , astro-ph.CO ,2010
  6. (sisään) D. Thornton, B. Stappers Mr Bailes et ai. , "  Populaatio nopeista radiopurkauksista kosmologisilla etäisyyksillä  " , tiede ,5. heinäkuuta 2013( lue verkossa ).
  7. "Avaruudesta tuleva radiosignaali kiehtoo tutkijoita" , L'Obs .com , 17. elokuuta 2014.
  8. (in) "  Fast Burst Radio löydetty Arecibo Pulsar ALFA -tutkimuksesta  " LG Spitler et ai. , Astrophysical Journal -sivustolla , iopscience.iop.org , 10. heinäkuuta 2014.
  9. Victor Garcia, "  Radiosignaalit avaruudessa: avaruusolennot olivat mikroaaltouuni  " , sivustolla L'Express .fr ,30. huhtikuuta 2015
  10. Alexandra Witze (2019) Bevy salaperäisistä nopean radion purskeista, jotka kanadalainen kaukoputki havaitsi; Bounty sisältää toisen tunnetun esimerkin toistuvasta purskeesta  ; 7. tammikuuta 2019
  11. (in) (in) Heino Falcke Luciano Rezzolla "  Fast radiopurskeiden: viimeinen merkki neutronitähtien supramassive  " versio 21 tammikuu 2014,2013.
  12. Jean-François Cliche, ”  ET, onko sinä todella sinä? - Sciences yllä alla  ” , La Presse -blogit ,2. huhtikuuta 2015(käytetty 3. huhtikuuta 2015 )
  13. (in) "  radio räjähtää astrophysics löytö syvenee mysteeri  " , sivustosta on McGill University , www.mcgill.ca 10. heinäkuuta 2014.
  14. (sisään) E. Platts, A Weltman, A. Walters, SP Tendulkar, JEB Gordin ja S. Kandha, "  Elävä teoreettinen luettelo nopeista radiopurskeista  " , Physics Reports , Voi.  821,10. elokuuta 2019, s.  1-27 ( DOI  10.1016 / j.physrep.2019.06.003 ).
  15. (in) Nadia Drake , '  ' Magneettinen tähden radioaalloille voisi ratkaista mysteerin Fast radiopurskeiden  " on Scientific American (näytetty 12 toukokuu 2020 )
  16. (en) B. Marcotte, K. Nimmo et ai. , "  Toistuva nopea radiopurskelähde, joka on lokalisoitu läheiseen spiraaligalaksiin  " , Nature , voi.  577,6. tammikuuta 2020( lue verkossa ).
  17. (in) D. Michilli, A. Seymour ja JWT Hessels, "  äärimmäinen magneto-ioniympäristöä liittyy nopeasti radio burst lähde FRB 121102  " , Nature , voi.  553,11. tammikuuta 2018, s.  182-185 ( DOI  doi: 10.1038 / nature25149 ).
  18. (en) KW Bannister et ai. , "  Yksittäinen nopea radiopurske, joka on lokalisoitu valtavaan galaksiin kosmologisella etäisyydellä  " , Science ,7. kesäkuuta 2019( lue verkossa ).
  19. (fi-Yhdysvallat) “  SDSS J015800.28 + 654253.0 Archives  ” , The Virtual Telescope Project 2.0 ( käyty 6. huhtikuuta 2020 )
  20. (fi) Vakram Ravi et ai. , "  Nopea radiopurske, joka on lokalisoitu valtavaan galaksiin  " , Luonto ,2. heinäkuuta 2019( lue verkossa ).
  21. (fi) J.-P. Macquart et ai. , "  Laskelma maailmankaikkeuden baryoneista lokalisoiduista pikaradiopurskeista  " , Nature , voi.  581, n °  499,27. toukokuuta 2020( lue verkossa ).

Katso myös

Bibliografia

Aiheeseen liittyvät artikkelit

Ulkoinen linkki