O explozie radio rapidă a fost observată după un eveniment cu unde gravitaționale

Din când în când, un semnal ciudat din spațiul cosmic lovește detectoarele noastre de aici, de pe Pământ. Cunoscute sub numele de explozii radio rapide („fast radio bursts” sau FRB), aceste semnale sunt extrem de scurte, cu o durată de doar câteva milisecunde, și sunt detectate doar în lungimi de undă radio.

Cu toate acestea, în acele milisecunde și în acele lungimi de undă, ele pot descărca o cantitate de energie cât 500 de milioane de sori – și majoritatea dintre ele nu au mai fost detectate niciodată. Ce sunt și cum sunt generate este un mister derutant. Dar o nouă descoperire ar putea indica un mecanism necunoscut până acum care produce aceste puternice explozii de radiații.

Pe 25 aprilie 2019, experimentul canadian de cartografiere a intensității hidrogenului (CHIME) a înregistrat o explozie radio rapidă strălucitoare, care nu se repetă.

Cu doar 2,5 ore mai devreme, Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) a înregistrat un eveniment de unde gravitaționale, coliziunea în timp ce o stea binară de neutroni ajungea la concluzia inevitabilă a orbitei sale în descompunere.

Locația FRB pe cer s-a încadrat în regiunea credibilă a evenimentului de unde gravitaționale și de la o distanță similară. Șansa ca cele două evenimente să nu aibă legătură între ele, a stabilit o echipă de astronomi condusă de Alexandra Moroianu de la Universitatea din Australia de Vest, este extrem de mică.

Un mecanism necunoscut produce aceste explozii de radiații

FRB-urile sunt extrem de enigmatice; doar câteva dintre ele se repetă, iar natura unică a marii majorități le face extraordinar de dificil de studiat. Înainte, detectarea lor era doar o întâmplare; trebuia să studiezi zona potrivită a cerului la momentul potrivit pentru a prinde unul, scrie ScienceAlert.

Cu toate acestea, studiile pe tot cerul au crescut numărul de detecții la peste 600. O descoperire a fost făcută în 2020: pentru prima dată, a fost detectat un FRB provenind din interiorul galaxiei Calea Lactee. Acesta a fost localizat la un tip de stea neutronică numită magnetar, al cărei câmp magnetic extern nebănuit de puternic luptă împotriva atracției gravitaționale spre interior, determinând steaua să tremure și să se aprindă ocazional.

Dar, deși magnetarii care se comportă greșit reprezintă o explicație, nu știm dacă aceasta este întreaga situație. FRB-urile variază destul de mult și este probabil că există mai multe mecanisme care le pot produce.

Există mai multe teorii care prezic o asociere între exploziile radio rapide și undele gravitaționale, în special dacă sunt implicate stele neutronice, fie în timpul sau după detectarea undelor gravitaționale. Așa că Moroianu și colegii săi au căutat în cataloage. Catalogul CHIME de observații din iulie 2018 până în iulie 2019 s-a suprapus cu seria de observații LIGO-Virgo, pentru un total de 171 de evenimente FRB.

Aceste semnale sunt extrem de scurte

Cercetătorii au făcut referințe încrucișate între aceste evenimente și catalogul GWTC-2, căutând evenimente FRB care au avut loc în apropierea temporală a detecțiilor de unde gravitaționale, în zona de cer identificată de LIGO. Și au primit o lovitură foarte palpabilă.

Absența unei detectări de către detectorul Virgo a ajutat la constrângerea regiunii din care a apărut detecția. Distanța sa estimată a fost de aproximativ 520 de milioane de ani-lumină, generată de o fuziune între două stele neutronice. FRB20190425A a fost detectat în aceeași zi, în intervalul de cer pe care LIGO îl stabilise ca sursă plauzibilă a fuziunii stelelor neutronice și cu o limită superioară a distanței de 590 de milioane de ani-lumină.

Aceasta, au constatat ei, ar fi o coincidență ciudată dacă cele două nu ar avea legătură. Probabilitatea ca cele două evenimente să aibă loc la distanțele date, la intervalul de timp de detectare și în regiunea spațială definită de LIGO a fost de doar 0,00019, au calculat cercetătorii.

Cele două evenimente au apărut probabil dintr-o galaxie numită UGC 10667, dar mecanismul care a produs FRB ar putea necesita ceva mai multă analiză. Deocamdată, echipa crede că explozia a fost cauzată de un blitzar, un mecanism propus pentru FRB în urmă cu aproape un deceniu. Acesta este atunci când o stea neutronică prea masivă pentru a rămâne susținută de presiunea de degenerare se prăbușește într-o gaură neagră atunci când rotația sa încetinește – singurul lucru care împiedica acest colaps.

Cercetarea a fost publicată în Nature Astronomy.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Cercetătorii au detectat o explozie record în spațiu care are loc o dată la o mie de ani

O stea în plină explozie a fost surprinsă de Telescopul Hubble

O explozie cosmică rară pune sub semnul întrebării tot ce știm despre Univers

O explozie cosmică ar fi dus la dispariția unei culturi importante în urmă cu 1.500 de ani