Vi har oppdaget et merkelig nytt signal fra tvers av kløften av tid og rom.
En gjentakelse raskt radioutbrudd Kilden som ble oppdaget i fjor ble registrert som spyttet ut hele 1863 utbrudd i løpet av 82 timer, blant totalt 91 timers observasjon.
Denne hyperaktive oppførselen har gjort det mulig for forskere karakterisere ikke bare galaksen som er vert for kilden og dens avstand fra oss, men også hva kilden er.
Objektet, navngitt FRB 20201124A, ble oppdaget med Five-hundre-meter Aperture Spherical radio Telescope (FAST) i Kina og beskrevet i en ny artikkel ledet av astronomen Heng Xu fra Peking University i Kina.
Så langt peker de fleste bevis på en magnetar – en nøytronstjerne med usedvanlig sterke magnetfelt – som en kilde til FRB-utslipp som dette.
Hvis FRB 20201124A virkelig er fra et av disse ville kosmiske beistene, ser det ut som et uvanlig eksemplar.
“Disse observasjonene førte oss tilbake til tegnebrettet,” sier astrofysiker Bing Zhang ved University of Nevada, Las Vegas.
“Det er klart at FRB-er er mer mystiske enn det vi har forestilt oss. Flere multibølgelengde-observasjonskampanjer er nødvendig for å avsløre naturen til disse objektene ytterligere.”
Raske radioutbrudd har vært en kilde til forvirring for astronomer siden de først ble oppdaget for 15 år siden, i arkivdata som dateres tilbake til 2001: En topp med utrolig kraftig radiostråling som varer bare et øyeblikk.
Siden den gang har mange flere blitt oppdaget: utbrudd av radiobølger med millisekunders varighet, som i det øyeblikket slipper ut så mye kraft som 500 millioner soler.
De fleste som er registrert har brutt ut bare én gang, noe som gjør dem utfordrende å studere (for ikke å snakke om å forstå). En liten håndfull har blitt oppdaget som gjentar seg, noe som har hjulpet forskere i det minste å spore dem til vertsgalakser.
Så, i 2020, et gjennombrudd. For første gang var det et raskt radioutbrudd oppdaget i Melkeveien – ledende astrofysikere til å spore fenomenet til magnetaraktivitet.
Dette siste ekstraordinære FRB-eksemplet er et annet eksempel på en sjelden repeater. På mindre enn to måneders observasjon har FRB 20201124A gitt astronomer det største utvalget av raske radio-burstdata med polarisering enn noen annen FRB-kilde.
Polarisering refererer til orienteringen av lysbølger i tredimensjonalt rom. Ved å undersøke hvor mye denne orienteringen har endret seg siden lyset forlot sin kilde, kan forskere forstå miljøet det har passert gjennom. Sterk polarisering antyder for eksempel et kraftig magnetisk miljø.
Basert på mengden av data levert av FRB 20201124A, var astronomer i stand til å slutte at kilden er en magnetar.
Men det var noe merkelig. Måten polarisasjonen endret seg over tid antydet at styrken til magnetfeltet og tettheten til partikler rundt magnetaren var svingende.
“Jeg sidestiller det med å filme en film av omgivelsene til en FRB-kilde, og filmen vår avslørte et komplekst, dynamisk utviklende, magnetisert miljø som aldri var forestilt før.” Zhang forklarer.
“Et slikt miljø er ikke direkte forventet for en isolert magnetar. Noe annet kan være i nærheten av FRB-motoren, muligens en binær følgesvenn.”
Denne følgesvennen, antyder dataene, kan være en varm, blå Be-type stjerne, som ofte finnes i følgesvenner med nøytronstjerner. Beviset for dette var lagt ut i et eget papirledet av astronom Fayin Wang fra Nanjing University i Kina.
Men det var noe annet merkelig også.
Som en type nøytronstjerne er magnetarer de kollapsede kjernene til massive stjerner som, etter å ha gått tom for drivstoff for å brenne og gi ytre trykk, kollapser under sin egen tyngdekraft.
Slike stjerner brenner raskt gjennom drivstoffet, og har kort levetid, og driver ut det ytre materialet i en supernova når kjernen kollapser.
Fordi livet deres er så kort, antas disse unge magnetarene å bli funnet i områder der stjernedannelse fortsatt skjer. Stjerner lever sine korte liv og dør, og skaper flere skyer av materiale for å føde flere stjerner. Det er en vakker kosmisk sirkel av livet.
Men FRB 20201124A ble funnet i en galakse som ligner mye på Melkeveien. Det er ikke mye stjernedannelse her hjemme, så det burde ikke være en babyboom av stjerner i nærheten av vår uvanlige nye FRB-venn heller.
FRB 20201124A er ikke den eneste FRB-kilden å bli funnet i en galakse som er relativt blottet for stjernedannelse.
Det økende antallet antyder at det er en viktig del av informasjonen vi kan mangle, et hull i vår forståelse av FRB-magnetarer, hvordan de dannes og hvor de befinner seg.
Men karakteriseringen av kilden betyr at vi har et nytt sted å lete etter svar. Arbeidet til Wang og kollegene hans antyder at nøytronstjerne-Be-stjernebinærfiler kan være et av de beste stedene å lete etter raske radioutbruddslignende signaler.
De to papirene er publisert i Natur og Naturkommunikasjon.