Hızlı radyo patlamalarının garip gizemini çözün

Bu çalışma, ATA gibi benzersiz yeteneklere sahip yeni teleskopların FRB biliminin olağanüstü gizemlerine yeni bir bakış açısı sağlayabileceğini kanıtlıyor.

SETI Enstitüsü bilim adamlarından oluşan bir ekip, hızlı radyo patlamaları (FRB’ler) olarak bilinen kozmik gizeme ilişkin yeni bilgiler ortaya çıkardı. SETI Enstitüsü’nün Allen Teleskop Dizisi’nde (ATA) gerçekleştirilen FRB 20220912A’nın tekrarının keşfi ve ayrıntılı gözlemi, bu uzay sinyallerinin doğasına ışık tuttu.

FRB’ler derin uzaydan gelen kısa, yoğun radyo dalgalarıdır. Çoğu yalnızca bir kez meydana gelse de, bazı “tekrarlayıcılar” birden fazla kez sinyal göndererek bunların kökeninin anlaşılmasını daha da bulanıklaştırıyor. 541 saatlik gözlem boyunca araştırmacılar, FRB 20220912A tekrarlayıcısından 35 hızlı radyo patlaması tespit etti. ATA ile yapılan gözlemler geniş bir radyo frekansı aralığını kapsadı ve büyüleyici desenleri ortaya çıkardı. 35 FRB’nin tamamı frekans spektrumunun altında bulunur ve her biri benzersiz bir enerji imzasına sahiptir.

FRB 20220912A’dan gelen tüm patlamaların dinamik spektrumları (veya “kademeli” desenleri), Allen Telescope dizisi, frekans ortalamalı darbe profilleri ve zaman ortalamalı spektrumlar kullanılarak tespit edildi.
Zaman serisi grafiklerindeki kırmızı gölgeli alanlar, belirli alt patlamaların zaman periyodunu gösterirken, kırmızı dikey çizgiler, bitişik alt patlamaların sınırlarını işaretler. Kredi bilgileri: SETI Enstitüsü

SETI Enstitüsü gözlemlerinden bilgiler

NSF MPS-Ascend doktora sonrası araştırmacısı ve baş yazarı SETI Enstitüsü’nden Dr. Sofia Shaikh, “Bu çalışma heyecan verici çünkü bilinen FRB özelliklerinin doğrulanmasını ve bazı yenilerinin keşfedilmesini sağlıyor” dedi. “Hızlı radyo patlamalarının kaynağını örneğin magnetarlar gibi aşırı nesnelere kadar daraltıyoruz, ancak mevcut hiçbir model şu ana kadar gözlemlenen tüm özellikleri açıklayamıyor. ATA ile yürütülen ilk FRB çalışmasının bir parçası olmak harikaydı – Bu çalışma, ATA gibi benzersiz yeteneklere sahip yeni teleskopların FRB biliminin olağanüstü gizemlerine yeni bir bakış açısı sağlayabileceğini kanıtlıyor.

Yakın zamanda dergide yayınlanan ayrıntılı sonuçlar Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri (MNRAS), FRB’lerin ilginç davranışlarını gösterir. Bu belirsiz sinyaller, frekansın aşağı doğru kaymasını, bant genişliği ile merkez frekansı arasındaki bağlantıyı ve zaman içinde patlama süresindeki değişiklikleri gösterir. Ekip ayrıca daha önce bildirilmemiş bir şeyi de fark etti: İki aylık gözlem sırasında patlamaların merkezi frekansında gözle görülür bir azalma oldu ve beklenmedik bir kozmik süzülme düdüğü ortaya çıktı.

FRB 20220912A veri setinin iki parametresi (merkez frekansı ve bant genişliği), kampanyanın başlangıcından sonuna kadar (yaklaşık 60 günlük bir süre) değiştirilmiş Jülyen tarihi (MJD) cinsinden zaman içinde grafiğe geçirilir. Panel a), FRB’nin merkezi frekansının kampanya boyunca azaldığını gösterir (uygun ve parametrik olmayan LOWESS yönergelerinden kalanlar aşağıda mavi renkle gösterilmiştir). Panel b) bant genişliği için zaman içinde aynı azalmayı göstermektedir. Kredi bilgileri: SETI Enstitüsü

Ek olarak, araştırmacılar bu gözlemleri en parlak FRB 20220912A’nın devrilme noktasını tahmin etmek için kullandılar; bu da genel kozmik sinyal oranına katkılarını gösterdi. Aslında bu özel nesne, bu gözlemler sırasında gökyüzündeki tüm güçlü hızlı radyo patlamalarının küçük bir yüzdesinden sorumluydu.

Çalışma aynı zamanda hızlı radyo patlamaları içindeki ve arasındaki tekrarları arayarak patlama dizilerinin zamansal kalıplarına da baktı. Bu gök olaylarının öngörülemezliğini vurgulayan net bir model bulunamadı.

Allen teleskop dizisinin rolü

Bu çalışma, ATA’nın hızlı radyo patlamalarının gizemlerini çözmede oynadığı önemli rolü göstermektedir. ATA, geniş aralıklara sahip olsalar bile (örneğin, bazı frekansların çok yüksek ve diğerlerinin çok düşük olduğu durumlarda) çok sayıda frekans kanalını aynı anda kaydetme konusunda benzersiz bir yeteneğe sahiptir. Bu, FRB’nin gelişi üzerine, FRB’nin aynı anda yüksek ve düşük frekanslarda ne yaptığını kısıtlamak için anlık kontrollere izin verir. Devam eden güncellemeler, aynı anda daha fazla frekansta zayıf hızlı radyo patlamalarını görmek için daha fazla yetenek vaat ederek ATA’nın hızlı radyo patlamalarına ilişkin anlayışımızı geliştirmede ön sıralarda kalmasını sağlar.

Allen Teleskop Dizisi (ATA), Kaliforniya, ABD’deki Hat Creek Radyo Astronomi Gözlemevi’nde bulunmaktadır. ATA, SETI Enstitüsü tarafından işletilmektedir, teknolojik imza aramaları için özel bir araç olarak tasarlanmıştır ve geçici olayları incelemek için güçlü bir tesis olma potansiyeline sahiptir. Kredi bilgileri: Joe Marvia

SETI Enstitüsü’nden ATA proje bilimcisi ve ortak yazar Dr. Wael Farah, “Yükseltme programının başlamasından üç yıl sonra ATA’nın FRB araştırmasına katıldığını görmek heyecan verici” dedi. “ATA, hızlı geçici operasyonlar da dahil olmak üzere çok sayıda araştırma çalışmasında kullanılan benzersiz yeteneklere sahiptir.”

Bu dönüm noktası niteliğindeki keşif, evrendeki aşırı nesnelerin sırlarını ortaya çıkarmak için devam eden arayışta ileriye doğru atılan önemli bir adımı temsil ediyor. Bilim insanları evreni keşfetmeye devam ettikçe, keşfettiğimiz her benzersiz özellik bizi bu zorlayıcı kozmik sinyallerin kökenlerini ve doğasını anlamaya bir adım daha yaklaştırıyor.

Referans: “Yinelenen FRB 20220912A’nın Allen Teleskop Dizisi kullanılarak karakterizasyonu”, Sophia Z. Şeyh, Wael Farah, Alexander W. Pollack, Andrew B.V., Simeon, Muhammad A. Shamma, Luigi F. Cruz, Roy H. Davis, David R. DeBoer, Vishal Gajjar, Phil Karn, Jamar Keetling, Wenbin Lu, Mark Masters, Pranav Premnath, Sarah Schultz, Carol Shoemaker, Gurmehar Singh ve Michael Snodgrass kabul edildi, Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimleri.
arXiv:2312.07756