O emisie radio misterioasă a fost urmărită până la un „cimitir cosmic” masiv de stele antice

Astronomii au fost nevoiți să-și reevalueze teoriile privind o emisie radio rapidă misterioasă. Ce au descoperit despre aceasta?

Această schimbare de perspectivă a fost determinată de o emisie radio rapidă misterioasă detectată pentru prima dată anul trecut, care a fost urmărită până la o „necropolă cosmică”, adică o galaxie masivă și „moartă”, plină de stele antice, situată la 2 miliarde de ani-lumină de Pământ.

• Pericolul de pe Marte: Praful toxic, o amenințare pentru astronauți
• Transplantul de barbă: Între modă și capcană costisitoare

În mod obișnuit, emisiile radio rapide (FRB-uri) le sunt atribuite supernovelor care marchează moartea unor stele masive tinere în galaxii aflate în plin proces de formare stelară. Aceste evenimente duc și la formarea unor stele neutronice puternic magnetizate, numite magnetari. Însă galaxia din care provine acest nou FRB pare să nu conțină astfel de elemente, ceea ce sugerează că mecanismele de producere ale acestor explozii radio sunt mai diverse decât s-a crezut până acum.

„Acest nou FRB ne arată că, exact când credem că înțelegem un fenomen astrofizic, Universul ne surprinde din nou. Acest ‘dialog’ cu Universul este ceea ce face ca astronomia domeniului temporal să fie atât de palpitantă”, a declarat Wen-fai Fong, cercetătoare la Universitatea Northwestern (SUA).

O emisie radio rapidă misterioasă într-o galaxie bătrână

Această cercetare, care schimbă teoriile existente, a început în februarie 2024, când experimentul canadian de cartografiere a hidrogenului (CHIME) a detectat un nou FRB, denumit ulterior FRB 20240209A.

Majoritatea FRB-urilor sunt evenimente unice, care durează doar câteva milisecunde, dar emit mai multă energie decât Soarele într-un an. Însă FRB 20240209A s-a dovedit a fi diferit, emițând 21 de impulsuri între februarie și iulie 2024, notează Space.com.

Șase dintre aceste impulsuri au fost detectate de un telescop auxiliar al CHIME, situat la aproximativ 60 km de instrumentul principal. Aceste telescoape suplimentare le permit astronomilor să localizeze sursa exactă a FRB-urilor. Astfel, echipa a reușit să determine originea acestui semnal.

Următoarele observații, realizate cu telescoapele W.M. Keck și Gemini, au dezvăluit că FRB 20240209A provine de la marginea unei galaxii vechi de 11,3 miliarde de ani.

Simulările computerizate avansate au arătat că această galaxie este extrem de luminoasă și are o masă de aproximativ 100 de miliarde de ori mai mare decât cea a Soarelui.

„Pare să fie cea mai masivă galaxie gazdă a unui FRB descoperită până în prezent. Se numără printre cele mai masive galaxii cunoscute”, a spus Tarraneh Eftekhari, cercetătoare la Centrul pentru Explorare Interdisciplinară și Cercetare în Astrofizică (CIERA).

Un alt aspect neobișnuit este locația acestui FRB în galaxia sa gazdă. În timp ce majoritatea FRB-urilor provin din regiunile centrale ale galaxiilor, FRB 20240209A s-a produs la aproximativ 130.000 de ani-lumină de centrul galactic.

„Dintre toate FRB-urile cunoscute, acesta se află cel mai departe de centrul galaxiei sale. Este o descoperire surprinzătoare și incitantă, deoarece FRB-urile sunt de obicei asociate cu regiuni active de formare stelară”, a explicat Vishwangi Shah, studentă la Universitatea McGill (Canada) și conducătoarea echipei care a identificat sursa semnalului.

Un fenomen rar, dar nu unic

Până acum, doar un singur alt FRB fusese localizat la marginea unei galaxii. În 2022, FRB 20200120E a fost urmărit până la un roi dens de stele, numit roi globular, situat în haloul galaxiei spirale Messier 81 (M81), aflată la 12 milioane de ani-lumină distanță.

Deși au origini diferite, FRB 20240209A și FRB 20200120E prezintă multe similarități.

„Descoperirea FRB-ului din M81 într-un roi globular a zdruncinat complet teoriile noastre anterioare. Ne-a forțat să explorăm scenarii alternative pentru formarea FRB-urilor”, a explicat Fong.

De la detectarea lui FRB 20200120E, nu a mai fost descoperit un alt FRB asemănător, ceea ce i-a făcut pe astronomi să creadă că era un caz unic, până acum.

„De fapt, acest FRB detectat de CHIME ar putea fi un geamăn al evenimentului M81. Se află departe de galaxia sa gazdă, într-un loc unde nu se mai formează stele, iar populația stelară a galaxiei este extrem de bătrână. A avut perioada sa de glorie, iar acum se îndreaptă spre un viitor liniștit”, a spus Fong.

Ce explicații ar putea avea această emisie radio rapidă misterioasă?

Cea mai acceptată teorie susține că FRB-urile provin de la magnetari formați prin supernove de colaps nuclear. Însă, în cazul FRB 20240209A, această explicație nu se potrivește.

„Nu vedem nicio dovadă a existenței unor stele tinere în această galaxie. Această descoperire arată că nu toate FRB-urile provin de la stele tinere. Este posibil să existe o subclasă de FRB-uri asociată cu sisteme stelare mai vechi”, a spus Eftekhari.

Cercetătorii cred că, la fel ca FRB 20200120E, FRB 20240209A ar putea proveni dintr-un roi globular. Aceasta este o ipoteză importantă, deoarece roiurile globulare sunt asociate cu evenimente puternice legate de stele bătrâne, precum coliziunile și fuziunile dintre două stele neutronice sau prăbușirea unei pitice albe sub propria gravitație, evenimente care ar putea genera și FRB-uri.

„Cea mai probabilă explicație este că acest FRB provine dintr-un roi globular, ceea ce ar justifica poziția sa atât de îndepărtată față de galaxia sa gazdă. Încă nu știm sigur dacă există un astfel de roi în poziția FRB-ului, dar am trimis o propunere pentru a folosi Telescopul Spațial James Webb în observații ulterioare. Dacă se confirmă, acesta ar fi al doilea FRB descoperit într-un roi globular”, a spus Shah.

Dacă nu se confirmă această ipoteză, cercetătorii vor trebui să ia în considerare scenarii și mai exotice pentru formarea FRB-urilor.

„Este clar că încă mai avem multe de descoperit despre FRB-uri și că mediul în care apar ar putea fi cheia pentru a le înțelege secretele”, a concluzionat Eftekhari.

Cercetările echipei au fost prezentate în două studii, ambele publicate în The Astrophysical Journal Letters.

Studiul 1.

Studiul 2.

Vă recomandăm să citiți și:

Elon Musk a pus ochii pe Stația Spațială Internațională! „Să începem pregătirile pentru distrugere”

Un nou studiu cosmic a descoperit sute de găuri negre „lipsă”

Nu suntem chiar atât de speciali pe cât credem și s-ar putea să nu fim singuri în Univers, susține o nouă teorie

Primele observații 3D cu atmosfera unei exoplanete