Unele rafale radio rapide provin din brațele spiralate ale altor galaxii

Cinci explozii scurte și strălucitoare de unde radio din spațiul adânc au acum adrese precise.

Exploziile radio rapide, sau FRB, provin din brațele spirale ale galaxiilor lor gazdă, spun cercetătorii într-un studiu care apare în Jurnalul de astrofizică. Apropierea FRB-urilor de locurile de formare a stelelor întărește argumentul pentru stele tinere comune ca origine a acestor erupții evazive și energetice.

„Acesta este primul studiu asupra populației de acest fel și oferă o piesă unică a puzzle-ului originilor FRB”, spune Wen-fai Fong, astronom la Universitatea Northwestern din Evanston, Illinois.

FRB-urile durează de obicei câteva milisecunde și nu se mai văd niciodată. Deoarece exploziile sunt atât de scurte, este dificil să le stabilim originile precise pe cer. Deși astronomii au detectat aproximativ 1.000 de FRB de când primul a fost raportat în 2007, doar 15 sau cam așa ceva au fost urmăriți într-o anumită galaxie.

Prima izbucnire care a fost urmărită până la sursa sa a venit dintr-o galaxie pitică mică, cu o mulțime de stele active (SN: 1/4/17). Acest FRB trimite explozii repetate dintr-o singură sursă, ceea ce este o caracteristică neobișnuită și i-a ajutat pe astronomi să-și localizeze galaxia gazdă.

„După asta, mulți oameni s-au gândit, ei bine, poate toate gazdele FRB sunt așa”, spune astronomul Alexandra Mannings de la Universitatea din California, Santa Cruz. Dar apoi o a doua explozie repetată a fost urmărită înapoi la o galaxie spirală precum Calea Lactee (SN: 1/6/20). Și o explozie unică a fost localizată într-o galaxie masivă în formă de disc, tot de dimensiunea Căii Lactee. Au urmat alții.

Mannings, Fong și colegii s-au gândit că ar putea afla mai multe despre sursele FRB-urilor localizându-le și mai precis originile. Diferite părți ale galaxiilor spirale tind să găzduiască diferite tipuri de stele. Brațele spiralate strălucitoare tind să marcheze locurile în care se nasc stele noi, în timp ce stelele mai vechi și mai slabe au avut timp să se îndepărteze de brațe în restul galaxiei. Deci, a afla ce cartiere galactice numesc FRB acasă poate dezvălui multe despre ce fel de obiecte provin.

Folosind telescopul spațial Hubble, cercetătorii au luat imagini de înaltă rezoluție ale a opt galaxii despre care se știa deja că găzduiesc FRB-uri, apoi au suprapus pozițiile FRB-urilor pe imagini. Cele cinci FRB care proveneau din galaxii spiralate clar definite se aflau toate pe sau aproape de brațele spiralate ale galaxiilor, care nu fuseseră vizibile în imaginile de la telescoapele de la sol. Celelalte trei galaxii gazdă aveau forme neconcludente, spune Fong.

Locurile FRB au o cantitate destul de mare de formare de stele, dar nu sunt cele mai strălucitoare și mai active părți ale galaxiilor lor, spune Fong. Asta sugerează că FRB-urile provin de la stele tinere obișnuite – nu cele mai tinere și mai masive stele care ocupă cele mai strălucitoare noduri din brațele spirale, dar nici cele mai vechi și mai slabe stele care s-au îndepărtat de casele lor.

Această constatare este în concordanță cu ideea că FRB-urile provin din cadavre stelare foarte magnetizate numite magnetari, spune Mannings (SN: 04/06/2020). Există câteva moduri de a produce magnetare din stele obișnuite. Există calea lentă, care implică așteptarea de miliarde de ani pentru ca o pereche de stele neutroni să se ciocnească (SN: 12/1/20). Sau există calea rapidă, care urmează morții unei singure stele masive. Se pare că FRB-urile ar putea proveni dintr-un proces intermediar, cum ar fi moartea unei vedete nu atât de masive, spune Mannings.

„Faptul că FRB-urile sunt destul de aproape, dacă nu chiar pe, brațul spiralat, aproape de aceste regiuni de formare a stelelor, ne poate oferi o idee mai bună despre cum este cronologia pentru progenitor”, orice a creat FRB , spune Mannings. „Și dacă este un magnetar, ne face să știm că nu este prin canalul întârziat, ca o fuziune a stelei de neutroni.”

Descoperirea nu rezolvă în totalitate misterul de unde provin FRB, spune astrofizicianul Emily Petroff de la Universitatea din Amsterdam, care nu a fost implicată în noua lucrare. Dar ajută la obținerea unei imagini mai ample a galaxiilor gazdă.

„FRB-urile continuă să ne arunce o mulțime de surprize, în ceea ce privește cum arată, unde sunt găsite, cum se repetă”, spune Petroff. „Acest lucru poate oferi mai multe dovezi că FRB-urile sunt mai mult legate de un fel de stele neutronice generale.” Următorul pas, desigur, este să găsiți mai multe FRB-uri.