De nieuwste ontdekking door astronomen laat zien dat in ieder geval sommige snelle radioflitsen (FRB’s) niet afkomstig zijn van geïsoleerde sterren, maar ontstaan ​​in dubbelstersystemen waarin twee sterren om elkaar heen draaien. Dit levert de krachtigste aanwijzing tot nu toe op voor de oorzaak van dit meest mysterieuze radio-uitbarstingsfenomeen in het universum.

Dit resultaat werd bereikt door een internationaal team, waaronder onderzoekers van de afdeling Natuurkunde van de Universiteit van Hong Kong. Ze gebruikten China's "Sky Eye" - de 500-meter Aperture Spherical Radio Telescope (FAST) in Guizhou om gedurende bijna 20 maanden continu een herhaalbare snelle radio-uitbarsting uit te voeren. Observatieresultaten laten zien dat de bron van de FRB bij sommige gebeurtenissen niet een enkel compact object is, maar een lid van de baan van een dubbelster, en dat de omringende omgeving aanzienlijk zal worden beïnvloed door de activiteiten van een nabijgelegen begeleidende ster.

De doelbron die door het onderzoeksteam is vergrendeld, is FRB 220529A, een terugkerende burst-bron uit een sterrenstelsel op ongeveer 2,5 miljard lichtjaar afstand. Het is vele malen opgenomen in het reguliere monitoringplan van FAST. In eerste instantie waren de prestaties van de bron middelmatig, maar aan het einde van de 17 maanden lange termijn tracking registreerde de telescoop een uiterst zeldzame gebeurtenis van dramatische veranderingen in polarisatiesignalen, wat de sleutel tot deze doorbraak werd.

FRB staat bekend om zijn ultrakorte duur in de orde van milliseconden en bijna 100% lineaire polarisatie. Wanneer de ontvangen radiogolf door het gemagnetiseerde medium gaat, zal het polarisatievlak met de frequentie roteren, wat de zogenaamde Faraday-rotatie is. Zijn kracht wordt gekenmerkt door de "rotatiehoeveelheid" (RM). Tijdens deze observatie ontdekten de onderzoekers dat de RM van FRB 220529A eind 2023 plotseling steeg, met een stijging van meer dan honderd keer, om vervolgens in slechts twee weken snel terug te vallen naar het oorspronkelijke niveau. Dit proces van "plotselinge opkomst en herstel" werd door het team "RM Flare" genoemd.

Dergelijke korte en gewelddadige RM-veranderingen wijzen op dichte gemagnetiseerde plasmaklonten die plotseling in de buurt van de gezichtslijn verschijnen en snel verdwijnen. Onderzoekers stelden voor dat de natuurlijke verklaring is dat er zich een begeleidende ster in de buurt van de FRB-bron bevindt, die gewelddadige activiteiten ondergaat die vergelijkbaar zijn met de coronale massa-ejectie (CME) van de zon, waarbij geladen plasmawolken met hoge dichtheid worden uitgestoten die kort door de gezichtslijn gaan, waardoor sterke verstoringen in de radiopolarisatie tijdens de FRB-uitbarsting worden veroorzaakt.

Zhang Bing, een van de co-corresponderende auteurs van het artikel, hoogleraar astrofysica aan de Universiteit van Hong Kong en oprichter en directeur van het Institute of Astronomy and Astrophysics aan de Universiteit van Hong Kong, zei dat deze ontdekking beslissende aanwijzingen biedt voor de oorsprong van enkele herhaalbare FRB's. Hij wees erop dat relevant bewijsmateriaal een dergelijk scenario sterk ondersteunt: de FRB-bron is een magnetar met een extreem sterk magnetisch veld, en er is een zonachtige ster in de buurt, en de twee vormen samen een actief interacterend dubbelstersysteem.

Li Ye, de eerste auteur van het artikel van de Purple Mountain Observatory van de Chinese Academie van Wetenschappen en de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China, zei dat de eigenschappen van plasmaklonten die nodig zijn bij RM-vlammen in hoge mate consistent zijn met de typische parameters van uitgestoten materiaal wanneer de zon en andere sterren exploderen in CME. Hoewel deze begeleidende ster niet kan worden bevestigd door directe beeldvorming op een afstand van miljarden lichtjaren, heeft zijn bestaan ​​een duidelijke ‘vingerafdruk’ achtergelaten in radiogegevens dankzij voortdurende gezamenlijke waarnemingen door FAST en de Parkes Radio Telescope in Australië.

Yang Yuanpei, een van de co-eerste auteurs van het artikel en professor aan de Yunnan Universiteit, wees erop dat het theoretische model gebaseerd op het dubbelsterraamwerk de waargenomen dramatische veranderingen en herstelprocessen van RM goed kan reproduceren, wat belangrijke theoretische ondersteuning biedt voor deze verklaring. Een andere co-corresponderende auteur, onderzoeker Wu Xuefeng van het Purple Mountain Observatory en de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China, benadrukte dat dit resultaat profiteert van de langetermijnsamenwerking van meerdere telescopen van wereldklasse en het voortdurende observatie- en data-analysewerk van het wetenschappelijke onderzoeksteam door de jaren heen.

Deze ontdekking ondersteunt verder een uniform fysiek beeld dat Zhang Bing en zijn medewerkers de afgelopen jaren hebben voorgesteld: alle snelle radio-uitbarstingen zijn afkomstig van magnetars, en of ze vaak uitbarstingen kunnen herhalen en de waarschijnlijkheid dat ze op aarde worden gedetecteerd, kunnen nauw verband houden met de vraag of de magnetar een begeleidende ster heeft en de geometrische configuratie van het dubbelstersysteem. Binnen dit raamwerk bieden dubbelstersystemen een complexere en veranderlijkere plasma- en magnetische veldomgeving rond magnetars, waardoor het gemakkelijker wordt om hoogfrequente, herhaalbare uitbarstingen te produceren.

Samengesteld uit /ScitechDaily