اكتشف علماء الفلك 25 دفقة راديوية جديدة سريعة التكرار
انطباع الفنان عن انفجار لاسلكي سريع ينتقل عبر الفضاء ويصل إلى الأرض. | ESO / م. كورنميسر
تعتبر الاندفاعات الراديوية السريعة من أقوى الظواهر الفلكية وأكثرها غموضًا. على الرغم من اكتشاف أكثر من ألف مصدر لهذه الإشارات حتى الآن ، إلا أن طبيعتها لا تزال مجهولة. أبلغ علماء الفلك من تعاون CHIME / FRB اليوم عن اكتشاف 25 دفعة راديوية سريعة متكررة جديدة. يمكن أن يساعد تتبع هذه الإشارات الجديدة في التعرف أخيرًا على الحدث الكوني الذي نشأت منه.
الاندفاعات الراديوية السريعة (أو FRBs للدفقات الراديوية السريعة ) هي نبضات قصيرة للغاية من موجات الراديو ، تدوم من بضعة ميكروثانية إلى بضعة أجزاء من الألف من الثانية. كان اكتشافهم حديثًا نسبيًا ، حيث تم اكتشاف أول FRBs في عام 2007. ومنذ ذلك الحين ، تم اكتشاف أكثر من 1000 مصدر من FRBs. هذه الأحداث العابرة مثيرة للإعجاب للغاية: فمعدل FRB يُصدر نفس القدر من الطاقة في جزء واحد من الثانية مثل الشمس في ثلاثة أيام! معظمها فريد أو يتكرر بشكل عشوائي ، ولكن من المعروف أن القليل منها يتكرر على فترات منتظمة جدًا.
على سبيل المثال ، أصدر مصدر FRB 20121102 أكثر من 200 إشارة بين عامي 2012 و 2017 ، ولكن بشكل متقطع للغاية ، بينما تتكرر إشارة FRB 20180916 تمامًا كل 16.35 يومًا. تتم معظم اكتشافات FRB اليوم باستخدام تلسكوب لاسلكي CHIME ( تجربة رسم خرائط كثافة الهيدروجين الكندية ). تم افتتاحه في عام 2017 ، وقد تم تصميمه في البداية لفهم تسارع توسع الكون بشكل أفضل. بفضل مجال الرؤية الكبير ونطاق الترددات الواسع (400 إلى 800 ميجاهرتز) ، أثبت التثبيت أنه فعال بشكل خاص في الكشف عن FRBs.
خوارزمية جديدة لاكتشاف الإشارات المتكررة
كيف يتم إنشاء FRBs؟ بينما يُفترض أنها تنبعث من مصدر موجود داخل مجال مغناطيسي قوي للغاية ، إلا أن أصلها الدقيق لا يزال محل نقاش. تم طرح العديد من الفرضيات لشرح هذه الإشارات النشطة للغاية: نجم نيوتروني سريع الدوران ، ثقب أسود ، اندماج ثقوب سوداء أو أجسام مضغوطة أخرى ، نجم مغناطيسي ، علامات اتصال خارج الأرض ، إلخ. ومع ذلك ، لا يمكن لأي من النظريات أو النماذج المقترحة حتى الآن شرح جميع خصائص الاندفاعات أو المصادر بشكل كامل ، كما يشير موقع Universe Today .
الهدف من تعاون CHIME / FRB هو اكتشاف وتوصيف أكبر عدد ممكن من FRBs من أجل الكشف عن أصلهم. تتميز كل رشقة بالفعل بموقعها في السماء و "قياس التشتت" (DM) - وهي قيمة تصف التأخير الملحوظ بين الترددات العالية والمنخفضة التي تتكون منها نفس الرشقة من الإشارات ؛ يحدث هذا التأخر بسبب تفاعلات الإشارة مع المادة أثناء انتقالها عبر الفضاء (تتأخر الأطوال الموجية الأطول أكثر).
في عام 2021 ، قدم الفريق في مجلة الفيزياء الفلكية أول كتالوج لـ 536 FRBs تم اكتشافه باستخدام CHIME ، بين يوليو 2018 ويوليو 2019 ؛ تضمن هذا الكتالوج 62 رشقة من 18 مصدرًا متكررًا تم الإبلاغ عنه مسبقًا. في بحثهم الجديد ، استخدم الباحثون خوارزمية تجميع جديدة ، والتي يمكنها اكتشاف أحداث متعددة في نفس الموقع مع DMs مماثلة.
" تأخذ خوارزمية التجميع في الحسبان جميع الدفقات الراديوية السريعة التي يكتشفها تلسكوب CHIME وتبحث عن مجموعات من الدفقات الراديوية السريعة التي تكون مواضعها في السماء وقياسات التشتت متسقة ، ضمن حدود الارتياب في القياس. بعد ذلك نقوم بإجراء فحوصات مختلفة للتأكد من أن دفعات مجموعة ما تأتي بالفعل من نفس المصدر ، " يوضح الدكتور زيغي بلونيس ، من معهد دنلاب لعلم الفلك والفيزياء الفلكية بجامعة تورنتو ، وعضو في CHIME / FRB. تعاون.
رشقات نارية فريدة ... والتي قد لا تكون كذلك
من بين أكثر من 1000 من FRBs تم اكتشافها حتى الآن ، تم تحديد 29 فقط حتى الآن على أنها رشقات نارية متكررة ؛ الأكثر تكرارًا بشكل عشوائي. باستخدام الخوارزمية الجديدة ، اكتشف الباحثون في بيانات التلسكوب الراديوي ، التي تم جمعها بين عامي 2019 و 2021 ، ما لا يقل عن 25 مصدرًا جديدًا لتكرار FRBs. وكتبوا : " تحتوي أجهزة التكرار الجديدة على DMs تتراوح من ~ 220 إلى ~ 1700 قطعة / سم 3 ، وتشمل المصادر التي عرضت ما لا يقل عن اثنين إلى اثني عشر رشقة ". كما أبلغوا عن اكتشاف 14 FRBs مرشحًا إضافيًا متكررًا.
تم اكتشاف توزيع مصادر FRB المتكررة في السماء من خلال تعاون CHIME / FRB.
ب أندرسن وآخرون.بالنسبة لعلماء الفلك ، من الواضح أن FRBs المتكررة هي أفضل فرصة لإجراء ملاحظات متابعة وبالتالي تحديد طبيعة مصدرها على وجه اليقين. لاحظ الفريق أيضًا العديد من الخصائص المثيرة للاهتمام فيما يتعلق بهذه الرشقات النارية الجديدة.
بادئ ذي بدء ، يبدو أن DMs للرشقات المتكررة أقل من تلك الخاصة بالمصادر غير المتكررة. في حين أن هذا يمكن تفسيره جزئيًا من خلال التحيز في الملاحظة (يتم العثور على رشقات متكررة أقرب بسهولة أكبر) ، إلا أنه قد يشير أيضًا إلى أصل فيزيائي فلكي متميز للمكررين مقابل المصادر غير المتكررة ، كما يشير الباحثون.
علاوة على ذلك ، وبالنظر إلى جميع مصادر FRB التي تم اكتشافها حتى الآن ، وجدوا أن 2.6 ٪ فقط من الرشقات تتكرر. كما أن معظم المصادر غير نشطة نسبيًا ، حيث تنبعث منها رشقات قليلة فقط على مدى فترة طويلة جدًا. هذه التأخيرات الطويلة التي لوحظت أحيانًا بين رشقتين تشير إلى أن بعض FRBs التي تعتبر في الوقت الحالي "فريدة" قد لا تكون كذلك في النهاية.
لا يمكننا أن نستبعد أن المصادر التي لم نشهد لها سوى انفجار واحد حتى الآن سوف تكرر نفسها في يوم أو آخر. من المحتمل أن تتكرر جميع مصادر الاندفاعات الراديوية السريعة يومًا ما ، لكن العديد من المصادر لن تكون نشطة للغاية "، كما يقول بلونيس. يشير هذا بالطبع إلى أن أي نظرية تتعلق بأصل الدفقات الراديوية يجب أن تكون قادرة على تفسير سبب كون بعض المصادر أكثر نشاطًا من غيرها.
على أمل حل هذا اللغز أخيرًا ، يشجع الفريق التتبع الراديوي والأطوال الموجية المتعددة للمصادر المكتشفة حديثًا ، والرشقات الـ 14 الأخرى المرشحة. الملاحظات المستقبلية التي سيتم إجراؤها باستخدام التلسكوبات الراديوية من الجيل التالي - مثل مصفوفة الكيلومتر المربع (SKAO) ، التي يجب أن تجمع أول ضوء لها بحلول عام 2027 - ستوفر بلا شك فهمًا أفضل لهذه الإشارات الغامضة.
المصدر: مواقع ألكترونية