August 11, 2022

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Astronomie: Sie erkennen einen „Herzschlag“, der Milliarden von Lichtjahren von der Erde entfernt ist

Die Quelle des Signals liegt in einer Galaxie, die Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt ist.

MIT-Astronomen haben ein seltsames und anhaltendes Funksignal aus einer fernen Galaxie entdeckt. Es scheint mit überraschender Regelmäßigkeit zu blinken.

Das Signal wird als schneller Funkstoß oder FRB klassifiziert, ein intensiver Ausbruch von Funkwellen unbekannter astrophysikalischer Herkunft, der typischerweise einige Millisekunden dauert. Dieses neue Signal dauert jedoch bis zu drei Sekunden, etwa 1.000-mal länger als der durchschnittliche FRB. In diesem Fenster fand das Team alle 0,2 Sekunden wiederholte Ausbrüche von Funkwellen in klaren periodischen Intervallen, ähnlich einem schlagenden Herzen.

Forscher haben das FRB-Signal 20191221A genannt, und es ist derzeit das am längsten andauernde FRB mit einem klaren periodischen Muster, das bisher entdeckt wurde.. Die Quelle des Signals liegt in einer Galaxie, die Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Was diese Quelle ist, ist den Astronomen jedoch immer noch ein Rätsel Sie vermuten, dass das Signal von einem Radiopulsar oder Magnetar kommtDas sind Arten von Neutronensternen: Riesensterne mit sehr dichten, schnell rotierenden Kernen, die kollabiert sind.

MIT-Astronomen haben ein seltsames und anhaltendes Funksignal aus einer fernen Galaxie (CHIME) entdeckt.
MIT-Astronomen haben ein seltsames und anhaltendes Funksignal aus einer fernen Galaxie (CHIME) entdeckt.

Es gibt nicht viele Dinge im Universum, die streng periodische Signale aussenden. Beispiele, die wir in unserer eigenen Galaxie kennen, sind Radiopulsare und Magnetare, die sich drehen und leuchtfeuerähnliche Emission erzeugen. Y Wir glauben, dass dieses neue Signal ein Magnet oder Pulsar auf Steroiden sein könnte„, er erklärte Daniel Michel, Postdoktorand am Kavli Institute for Astrophysics and Space Research des MIT. Das Team hofft, langperiodische Signale von dieser Quelle zu entdecken, die dann als astrophysikalische Uhr verwendet werden können. Beispielsweise kann die Häufigkeit von Explosionen und wie sie sich ändern, wenn sich die Quelle von der Erde entfernt, verwendet werden, um die Geschwindigkeit zu messen, mit der sich das Universum ausdehnt.

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Die Entdeckung wurde diese Woche im Journal gemeldet Natur und von Mitgliedern geschrieben Die CHIME/FRB-Kollaboration, geleitet von den MIT-Co-Autoren Calvin Leung, Juan Mena-Barra, Kaitlin Shin und Kiyoshi Masui, zusammen mit MicheliEr leitete die Entdeckung, zunächst als Forscher an der McGill University und später als Postdoc am MIT. Seit der Entdeckung des FRB im Jahr 2007 wurden Hunderte ähnlicher Radioblitze im ganzen Universum entdeckt, zuletzt vom Canadian Hydrogen Intense Mapping Experiment oder CHIME, einem interferometrischen Radioteleskop mit vier großen Reflektoren. Satellitenschüsseln am Radio Astrophysical Observatory in British Columbia, Kanada.

CHIME beobachtet kontinuierlich den Himmel, während sich die Erde dreht, und wurde entwickelt, um Radiowellen aufzunehmen, die von Wasserstoff im frühen Universum emittiert werden. Das Teleskop reagiert auch empfindlich auf schnelle Funkstöße und begann 2018 mit der Beobachtung des Himmels, CHIME hat Hunderte von FRBs entdeckt, die aus verschiedenen Regionen des Himmels stammen.

Entfernte Planeten, die Millionen Lichtjahre entfernte Sterne umkreisen, könnten die Quelle dieser Radiosignale sein.
Entfernte Planeten, die Millionen Lichtjahre entfernte Sterne umkreisen, könnten die Quelle dieser Radiosignale sein.

Die meisten bisher beobachteten FRBs sind einzelne Bursts: Ultrahelle Ausbrüche von Radiowellen dauern einige Millisekunden, bevor sie verblassen.Kürzlich entdeckten Forscher den ersten periodischen FRB, der regelmäßige Radiowellen aussendet.. Das Signal bestand aus einem viertägigen Fenster zufälliger Bursts, die sich alle 16 Tage wiederholten. Dieser 16-Tage-Zyklus deutet auf periodische Aktivität hin, obwohl das Signal der tatsächlichen Funkstöße eher unregelmäßig als periodisch war.

Am 21. Dezember 2019 entdeckte CHIME ein Signal von einem möglichen FRB, Es erregte sofort die Aufmerksamkeit von Michelle, die die eingehenden Daten scannte. „Es war außergewöhnlich“, erinnert er sich.. „Es war nicht nur sehr lang und dauerte etwa drei Sekunden, sondern es gab auch periodische Spitzen, die bemerkenswert präzise waren und jeden Bruchteil einer Sekunde aussendeten, Boom, Boom, Boom, Herzschlag. Es war das erste Mal, dass das Signal selbst periodisch war .“

Das Canadian Hydrogen Extreme Mapping Experiment ist ein revolutionäres neues kanadisches Radioteleskop, das entwickelt wurde, um wichtige Fragen in der Astrophysik und Kosmologie zu beantworten.  Quelle: https://chime-experiment.ca/
Das Canadian Hydrogen Extreme Mapping Experiment ist ein revolutionäres neues kanadisches Radioteleskop, das entwickelt wurde, um wichtige Fragen in der Astrophysik und Kosmologie zu beantworten. Quelle: https://chime-experiment.ca/

Durch die Analyse des Musters von Funkausbrüchen von FRB 20191221A fanden Micheli und Kollegen Ähnlichkeiten mit Emissionen von Funkpulsaren und Magnetaren in unserer eigenen Galaxie. Radiopulsare sind Neutronensterne, die Strahlen von Radiowellen aussenden.Es pulsiert, wenn sich der Stern dreht, während die Magnete aufgrund ihrer intensiven Magnetfelder eine ähnliche Emission erzeugen.

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Ein wesentlicher Unterschied zwischen dem neuen Signal und den Radioemissionen unserer eigenen galaktischen Pulsare und Magnetare ist das FRB 20191221A Sieht millionenfach heller aus. Michilli sagte, die hellen Blitze könnten von einem entfernten Radiopulsar oder Magnetar stammen, der normalerweise schwach ist, wenn er sich dreht, und aus einem unbekannten Grund feuerte er eine Reihe heller Blitze ab, die CHIME in einem seltenen Drei-Sekunden-Fenster glücklicherweise dazu in der Lage war erkennen. Fang

CHIME hat nun mehrere FRBs mit unterschiedlichen Eigenschaften entdeckt“, sagt Michelle. „Wir haben einige gesehen, die in sehr turbulenten Wolken leben, während andere in sauberen Umgebungen zu sein scheinen. Aufgrund der Eigenschaften dieses neuen Signals können wir sagen, dass diese Quelle von einer Plasmawolke umgeben ist, die sehr turbulent sein muss.“

Astronomen hoffen, weitere Ausbrüche von FRB 20191221A zu erfassen, was hilfreich sein könnte Verfeinern Sie Ihr Verständnis für ihren Ursprung und Neutronensterne im Allgemeinen. „Dieser Befund wirft die Frage auf, was dieses intensive Signal verursachen könnte, das wir noch nie zuvor gesehen haben, und wie wir dieses Signal nutzen können, um das Universum zu untersuchen“, sagt Michilli. „Zukünftige Teleskope versprechen, jeden Monat Tausende von FRPs zu finden, und an diesem Punkt werden wir viele Signale auf dieser Zeitskala sehen.“

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