מקורות מסתוריים: אור מקוטב משנה את ההבנה שלנו לגבי פרצי רדיו מהירים

מחקר המנתח את התכונות של אור מקוטב מ-128 FRBs שאינם חוזרים מגלה פיצוצים קוסמיים מסתוריים שמקורם בגלקסיות רחוקות כמו שלנו שביל החלב.

מחקר חדש מאוניברסיטת טורונטו המשתמש בנתונים מניסוי מיפוי עוצמת המימן הקנדי מגלה שרוב פרצי הרדיו המהירים (FRBs) מקורם ככל הנראה מסביבות דומות לשביל החלב שלנו, עם צפיפות צנועה ושדות מגנטיים. ממצא זה מנוגד למחקרים קודמים שהציעו כי FRBs חוזרים מגיעים מאזורים ממוגנטים מאוד.

התקדמות מחקר מתפרצת מהירה

מה שמדענים חשבו בעבר על מהיכן מגיעים פרצי רדיו מהירים (FRBs) הוא רק קצה הקרחון, על פי מחקר חדש בראשות אסטרונומים מאוניברסיטת טורונטו. המסתורין של הפיצוצים הקוסמיים באורך אלפית השנייה מתגלים עם דרך חדשה לנתח נתונים מניסוי מיפוי עוצמת המימן הקנדי (CHIME).

פורסם היום (11 ביוני) ב ה כתב עת אסטרופיזי, המחקר מפרט את המאפיינים של אור מקוטב מ-128 FRBs שאינם חוזרים – אלה ממקורות שיצרו רק פרץ בודד עד כה. הוא מגלה שנראה שהם מגיעים מגלקסיות כמו שביל החלב שלנו עם צפיפות צנועה ושדות מגנטיים צנועים.

מקורות FRB מנוגדים

מחקרים קודמים של FRBs התמקדו בדגימות קטנות בהרבה של מקורות היפראקטיביים חוזרים, שלעומתם, נראה שמקורם בסביבות צפופות וממוגנטות במיוחד. רק כ-3 אחוזים מה-FRBs הידועים חוזרים, מגיעים ממקור שיצר פרצים מרובים מאז שנמצאו.

רוב טלסקופי הרדיו יכולים לראות רק נקודות קטנות בשמיים, מה שמקל על התמקדות חוזרת על FRBs עם מיקומים ידועים. CHIME יכול לסקור שטח גדול במיוחד בשמים כדי לזהות FRBs חוזרים וגם לא חוזרים.

טכניקות אנליטיות חדשות עבור FRBs

"זה היה ההסתכלות הראשונה על 97 האחוזים האחרים", אומרת הסופרת הראשית Ayush Pandhi, סטודנטית לדוקטורט במכון Dunlap לאסטרונומיה ואסטרופיזיקה ובמחלקה לאסטרונומיה ואסטרופיזיקה של David A. Dunlap באוניברסיטת טורונטו. "זה מאפשר לנו לשקול מחדש מה אנחנו חושבים FRBs ולראות איך FRBs חוזרים ולא חוזרים עשויים להיות שונים."

זוהו לראשונה בשנת 2007, FRBs הם הבזקים אנרגטיים ביותר ממקורות רחוקים ברחבי היקום. בעוד למעלה מ-1,000 FRBs קוטלגו מאז, מדענים עדיין לא יודעים בדיוק היכן או כיצד הם מיוצרים. הם גם שאלו אם FRBs חוזרים ולא חוזרים מקורם בסביבות דומות.

הבנת מאפייני האור של FRB

"זו דרך חדשה לנתח את הנתונים שיש לנו על FRBs. במקום רק להסתכל על כמה בהיר משהו, אנחנו מסתכלים גם על הזווית של הגלים האלקטרומגנטיים הרוטטים של האור", אומר פנדי. "זה נותן לך מידע נוסף על איך והיכן האור הזה מופק, ומה הוא עבר במסעו אלינו במשך מיליוני שנות אור רבות."

כל האור נע כגלים שאנו מפרשים כצבעים שונים בהתאם לאורכים בין הפסגות והעמקים שלו. חלק גדול מהאור ביקום נע באורכי גל שהעין האנושית לא יכולה לראות, כולל אור מ-FRB, אבל טלסקופי רדיו כמו CHIME יכולים.

אור מקוטב מורכב מגלים הרוטטים במישור אחד – אנכית, אופקית או זווית אחרת ביניהם. נראה שהכיוון שבו אור מ-FRB מקוטב משתנה בשתי דרכים: עם הזמן ועם צבע האור. השינויים הללו יכולים להסביר כיצד עשוי להיות מיוצר FRB ואיזה סוג חומר הוא עובר במסעו לכדור הארץ.

מחקר כיצד משתנה כיוון הקיטוב עבור צבעים שונים של האור יכול לספר לנו על הצפיפות המקומית של המקום שבו מיוצר FRB ועל עוצמת המגנטיות הקיימת בתוכו.

מסקנות על FRB Origins

כדי לקבוע מה הם FRBs וכיצד הם מיוצרים, מדענים צריכים להבין את הסביבה המקומית שלהם. מחקר זה מגיע למסקנה שרוב ה-FRBs, אלו שאינם חוזרים, אינם כמו המקורות החוזרים המעטים שנחקרו בעבר. זה מצביע על כך שמדגם זה הוא אוכלוסייה נפרדת או גרסאות מפותחות יותר של אותה אוכלוסייה שמקורן בסביבה פחות קיצונית עם שיעור פרץ נמוך יותר.

מוסדות משתפים פעולה כוללים את מכון דאנלפ באוניברסיטת טורונטו, אוניברסיטת קליפורניה סנטה קרוז, אוניברסיטת אמסטרדם ואוניברסיטת מקגיל.

פרויקט CHIME מובל על ידי אוניברסיטת קולומביה הבריטית, אוניברסיטת מקגיל, אוניברסיטת טורונטו ומצפה הכוכבים האסטרופיזי של רדיו Dominion עם מוסדות משתפים פעולה ברחבי צפון אמריקה. הוא ממוקם ב-Dominion Radio Astrophysical Observatory, מתקן לאומי לאסטרונומיה המופעל על ידי מועצת המחקר הלאומית של קנדה, על הטריטוריה המסורתית, האבותית והבלתי ניתנת לסיילקס/אוקנאגן.

מכון Dunlap לאסטרונומיה ואסטרופיזיקה בפקולטה לאמנויות ומדעים באוניברסיטת טורונטו הוא מכון מחקר מוכשר עם למעלה מ-80 סגל, פוסט דוקטורט, סטודנטים וצוות, המוקדש לטכנולוגיה חדשנית, מחקר פורץ דרך, הכשרה ברמה עולמית ומעורבות ציבורית .

נושאי המחקר של הפקולטה שלה ושל עמיתי Dunlap משתרעים על פני היקום וכוללים: מכשור אופטי, אינפרא אדום ורדיו, אנרגיה אפלה, מבנה בקנה מידה גדול, רקע המיקרוגל הקוסמי, המדיום הבין-כוכבי, אבולוציה של הגלקסיות, מגנטיות קוסמית ומדע תחום הזמן .

מכון דנלפ, המחלקה לאסטרונומיה ואסטרופיזיקה של דיוויד א. דנלפ וחוקרים נוספים ברחבי שלושת הקמפוסים של אוניברסיטת טורונטו מהווים יחד את הריכוז המוביל של אסטרונומים בקנדה, באוניברסיטת המחקר המובילה במדינה.