يأخذ FAST نبضًا حقيقيًا لـ FRB 121102. Credit: NAOC
التقط فريق بحث دولي بقيادة البروفيسور لي دي والدكتور وانغ باي من المراصد الفلكية الوطنية التابعة للأكاديمية الصينية للعلوم (NAOC) حلقة شديدة من الانفجارات الكونية من Fast Radio Burst (FRB) 121102 ، باستخدام مقياس الخمسمائة متر تلسكوب راديو ذو فتحة كروية (FAST). تم اكتشاف ما مجموعه 1652 رشقة نارية مستقلة في 47 يومًا اعتبارًا من 29 أغسطس 2019 (UT).
هذه هي أكبر مجموعة من أحداث FRB حتى الآن ، أكثر من العدد المبلغ عنه في جميع المنشورات الأخرى مجتمعة. هذه المجموعة من الرشقات تجعل من الممكن ، لأول مرة ، تحديد الطاقة المميزة وتوزيع الطاقة لأي FRB ، وبالتالي تسليط الضوء على المحرك المركزي الذي يزود FRBs.
تم نشر هذه النتائج في الطبيعة 13 أكتوبر 2021.
تم اكتشاف FRBs لأول مرة في عام 2007. يمكن أن تكون هذه الانفجارات الكونية قصيرة مثل جزء من الألف من الثانية بينما تنتج ما يعادل عام من إجمالي إنتاج الطاقة للشمس. أصل FRBs لا يزال غير معروف. على الرغم من أنه تم أخذ الكائنات الفضائية في الاعتبار في نماذج FRB ، فمن الواضح أن الأسباب الطبيعية تفضلها المشاهدات. تشمل البؤر الحديثة النجوم النيوترونية شديدة الممغنطة والثقوب السوداء والأوتار الكونية التي خلفتها الانفجار العظيم.
توزيع معدل رشقات الطاقة المكافئ المتناحي 1.25 جيجاهرتز لـ FRB 121102. Credit: NAOC
لقد وجد العلماء أن جزءًا صغيرًا من FRBs يكرر نفسه. تسهل هذه الظاهرة دراسات المتابعة ، بما في ذلك تحديد موقع المجرات المضيفة لـ FRB وتحديدها.
FRB 121102 هو أول مكرر معروف وأول FRB ذو موقع جيد. حدد العلماء أصله في مجرة قزمة. بالإضافة إلى ذلك ، يرتبط FRB هذا بوضوح بمصدر راديوي ثابت. كلا القرائن حاسمة في حل اللغز الكوني لـ FRBs. يصعب التنبؤ بسلوك FRB 121102 ويتم وصفه عمومًا بأنه “موسمي”.
أثناء اختبار الواجهة الخلفية FAST FRB أثناء مرحلة التشغيل ، لاحظ الفريق أن FRB 121102 كان يعمل بنبضات ضوئية متكررة. بين 29 آب (أغسطس) و 29 تشرين الأول (أكتوبر) 2019 ، تم رصد 1،652 عاصفة مستقلة في 59.5 ساعة. في حين أن معدل العواصف تباين على مدار السلسلة ، فقد لوحظت 122 هبة خلال ساعة الذروة ، وهو ما يعادل أعلى معدل حدث لوحظ على الإطلاق لـ FRB.
“نهر” من تدفقات مجرة سجلها تلسكوب فاست. يتم عرض عدد الاندفاعات والطاقات في الرسوم البيانية الشريطية ، محاكية لوحة “أرض واسعة” للفنان وانغ شيمينغ من أسرة سونغ. الائتمان: NAOC
يسهل مثل هذا المعدل المرتفع إجراء دراسة إحصائية لرشقات FRB هذه. وجد الباحثون طاقة مميزة واضحة لـ E.0= 4.8 × 1037 erg ، والذي تحته أصبح توليد الانفجار أقل كفاءة. يمكن وصف توزيع الطاقة للرشقات بشكل ملائم على أنه ثنائي النسق ، أي وظيفة لوغاريتمية طبيعية للانفجارات منخفضة الانبعاثية ووظيفة لورينتز للانفجارات عالية الانبعاثية ، مما يعني أن FRB ينبض بها.يمكن أن تكون النبضات الأضعف عشوائية في الطبيعة و تشير القيم الأكبر إلى وجود علاقة بين كميتين مستقلتين.
“تبلغ الطاقة الإجمالية لهذه المجموعة من الدفقات بالفعل 3.8٪ مما هو متاح من نجم مغناطيسي ولم يتم العثور على دورية بين 1 مللي ثانية و 1000 ثانية ، مما يحد بشدة من احتمال أن يكون FRB 121102 من جسم مضغوط معزول ،” قال الدكتور وانغ.
تم اكتشاف أكثر من ستة FRBs جديدة بفضل المسح السريع لعلم الفلك الراديوي Commensal (CRAFTS ، https://crafts.bao.ac.cn/) ، بما في ذلك مكرر من النوع الجديد 121102. “باعتباره أكبر هوائي في العالم ، فإن الحساسية لقد وجد أن FAST يفضي إلى الكشف عن تعقيدات العابرين الكونية ، بما في ذلك FRBs ، “قال البروفيسور LI.
هذا المشروع هو جزء من تعاون طويل الأمد منذ مرحلة التكليف بتلسكوب FAST. تشمل المؤسسات الشريكة الرئيسية جامعة Guizhou Normal ، وجامعة نيفادا لاس فيغاس ، وجامعة كورنيل ، ومعهد ماكس بلانك لعلم الفلك الراديوي ، وجامعة وست فرجينيا ، و CSIRO ، وجامعة كاليفورنيا إلى بيركلي وجامعة نانجينغ.
المرجع: “توزيع طاقة انفجارية ثنائية النسق لمصدر انفجار راديو سريع متكرر” بقلم D. Li، P. Wang، WW Zhu، B. Zhang، XX Zhang، R. Duan، YK Zhang، Y. Feng، NY Tang، S شاترجي ، جيه إم كوردس ، إم كروسيس ، إس داي ، ف. جاججار ، جي هوبس ، سي جين ، إم كرامر ، دكتور لوريمر ، سي سي مياو ، سي إتش نيو ، جي آر نيو ، زي سي بان ، إل كيان ، إل سبيتلر ، D. Werthimer ، GQ Zhang ، FY Wang ، XY Xie ، YL Yue ، L. Zhang ، QJ Zhi and Y. Zhu ، 13 أكتوبر 2021 ، الطبيعة.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03878-5
