神秘的な記録を破るラジオ爆発の奇妙な「滴のような」起源

ハッブル宇宙望遠鏡は、記録的な爆発の興味深い発祥の地を明らかにします。

• FRB（Fast Radio Burst）は、現在まで最も強力で最も遠い距離にある信号です。
• 天文学者は、FRBが1つの銀河ではなく、合併の可能性がある銀河グループで発生したことを発見しました。

2022年の夏、天文学者はこれまでに観測された中で最も強力な高速伝播爆発（FRB）を検出しました。 そして20世紀半ばにさかのぼる場所から来ました。 ビッグバンまた、これまでに発見された最も遠く知られたFRBでした。

今天文学者が率いる ノースウェスタン大学 特別なオブジェクトが生まれた場所を正確に見つけましたが、本当に興味深いです。

次の画像を使う NASA'S ハッブル宇宙望遠鏡研究者はFRBを追跡する 一つ 銀河系だが最小限のグループ 七 銀河系。 コレクションに含まれている銀河は互いに対話するように見え、おそらく合併の可能性があるルートにあるかもしれません。 そのような銀河はまれで、おそらくFRBを引き起こす条件を引き起こした可能性があります。

予期しない発見は、FRBがどのように生産され、何がFRBを生産するかについての科学的モデルに挑戦する可能性があります。

非常に強力な高速電波爆発であるFRB 20220610Aのホスト銀河を撮影したハッブル宇宙望遠鏡イメージ。 ハッブルの感度と鮮明度は、マージプロセスに存在する可能性のあるいくつかの銀河の密集したグループを示しています。 彼らは宇宙の年齢がわずか50億歳だったときに存在しました。 FRB 20220610Aは、2022年6月10日、西オーストラリアのASKAP（Australian Square Kilometer Array Pathfinder）伝播望遠鏡によって最初に検出されました。 チリの欧州南部天文台の超巨大望遠鏡は、FRBが遠くから来たことを確認した。 出典：NASA、ESA、STScI、Alexa Gordon（北西部）

研究をリードしたノースウエスタン大学のアレクサ・ゴードンは、「ハッブルの映像がなかった場合、このFRBが単一の銀河に由来するのか、どのようなタイプの相互作用システムに由来するのかについての謎のままです。」と言いました。 「私たちがFRBの謎をよりよく理解するように導くのは、この種の環境、つまり奇妙な環境です」

Gordonは、ルイジアナ州ニューオーリンズで開催された米国天文学会第243回会議でこの研究を発表しました。 1月9日「ハッブル宇宙望遠鏡を通じて最も遠い高速電波爆発の環境を明らかにする」セッションの一部として「高エネルギー現象とその起源」

GordonはNorthwesternのWeinberg College of Arts and Sciencesで天文学を専攻する大学院生であり、物理学および天文学副教授である研究共同著者Wen-fai Fongの助言を受けます。 FongとGordonは、天体物理学の学際的探査研究センター（CIERA）のメンバーでもあります。

ブロブで誕生？

ミリ秒以内に爆発して消えるFRBは、一度の急速な爆発で、私たちの太陽が1年間放出するよりも多くのエネルギーを生成する短くて強力なワイヤレス爆発です。 そして、記録的なFRB（FRB 20220610Aと呼ばれる）は以前のバージョンよりはるかに極端でした。

近いFRBより4倍のエネルギーがあふれただけでなく、これまで発見されたFRBのうち最も遠いFRBとしても記録されました。 FRB 20220610Aが発生した時、宇宙の年齢はわずか50億歳でした。 （比較のため、宇宙の年齢は現在138億年です。）

非常に強力な高速電波爆発であるFRB 20220610Aのホスト銀河を撮影したハッブル宇宙望遠鏡イメージ。 ハッブルの感度と鮮明度は、マージプロセスに存在する可能性のあるいくつかの銀河の密集したグループを示しています。 彼らは宇宙の年齢がわずか50億歳だったときに存在しました。 FRB 20220610Aは、2022年6月10日、西オーストラリアのASKAP（Australian Square Kilometer Array Pathfinder）伝播望遠鏡によって最初に検出されました。 チリの欧州南部天文台の超巨大望遠鏡は、FRBが遠くから来たことを確認した。 出典：NASA、ESA、STScI、Alexa Gordon（北西部）

初期の観測では、爆発は識別できない無定形の塊の近くで発生したことがわかりました。 天文学者たちは当初、この塊が1つの不規則な銀河または3つの遠い銀河のグループと考えられました。 しかし、新しい方法では、ハッブル望遠鏡の鮮明な画像は、その塊が互いに信じられないほど近い7つの銀河である可能性があることを示唆しています。 実際には、銀河は互いに近すぎるので、すべて私たちの銀河の中に入ることができます 天の川。

フォンは、「グループメンバーが「相互作用」しているという兆候がいくつかある」と述べた。信じられないほど珍しい環境であり、私たちが知っている最も密度の高い銀河規模の構造です。」

「この相互作用は星の形成の爆発を引き起こす可能性があります。」 ゴードンは言った。 「これは、FRB 20220610Aの祖先が、私たちが他のFRBで学んだものと一致するかなり最近の星の集団に関連付けられていることを示しているかもしれません.」

「今まで数百件のFRB事件が発見されたにもかかわらず、そのうちのいくつかだけがホスト銀河であることが正確に明らかになった」とNSF大学院研究天文学博士の研究共同著者Yuxin（Vic）Dong氏は述べた。 Fong研究室の学生であり、CIERAのメンバーです。 「その小さな部分の中で密度の高い銀河系環境から来た人はごくわずかしかありませんでしたが、このように密集したグループでは誰も見たことがありません。 それで、その発祥の地は本当にまれです。」

謎の爆発

天文学者たちは2007年に最初に発見された後、最大1,000個のFRBを発見しましたが、まばゆいフラッシュの原因は依然として不確実です。 天文学者は、FRBの背後にある可能性のあるメカニズムについてまだ合意に達していませんが、一般的にFRBには以下の小型オブジェクトを含める必要があることに同意します。 ブラックホール または 中性子別。

FRBの本質を明らかにすることで、天文学者たちは神秘的な現象だけでなく、宇宙自体の本質についても学ぶことができました。 FRBの電波がついに私たちの望遠鏡に出会ったとき、彼らは遠い初期の宇宙から数十億年間旅行しました。 この宇宙を横断する旅の間、彼らは途中で物質と相互作用します。

Fongは、「特に伝播はFRBの位置から私たちまで視線に沿って干渉するすべての物質に敏感です」と述べました。 「これは、波がFRBの周りのすべての物質雲を通過し、ホスト銀河を通過し、宇宙を横切って、最後に天の川を通過しなければならないことを意味します。 FRB信号自体の時間遅延により、これらすべての寄与の合計を測定できます。

FRBとその起源を調査し続けるには、天文学者はFRBをさらに検出して研究する必要があります。 そして、技術がますます敏感になるにつれて、Gordonはより多くの検出、さらには信じられないほど薄いFRBを捉えることができると言います。

Dongは、「遠隔FRBのより大きなサンプルを使用してFRBをより近いFRBに接続することによって、FRBとそのホスト特性の進化を研究し始めることができ、おそらくより奇妙な集団を識別し始めることもできる」と述べた。

「近い将来、FRB実験は感度を高め、これらの距離で検出されるFRBの数が前例のない速度で増加するでしょう」とGordonは言います。 「天文学者は、このFRBの環境がどれほど特別であるかをすぐに知ります」。

注：「密集した銀河で急速な爆発が発生しました。 ジ ~ 1” – Alexa C. Gordon, Wen-fai Fong, Sunil Simha, Yuxin Dong, Charles D. Kilpatrick, Adam T. Deller, Stuart D. Ryder, Tarraneh Eftekhari, Marcin Glowacki, Lachlan Marnoch, August R. Muller, Anya E. Nugent、Antonella Palmese、J. Xavier Prochaska、Marc Rafelski、Ryan M. ShannonおよびNicolas Tejos、2023年11月17日、 天体物理学 > 銀河の天体物理学。
arXiv:2311.10815

この研究は、国立科学財団（賞番号AST-1909358、AST-2047919およびAST-2308182）、David and Lucile Packard財団、Alfred P. Sloan財団、科学発展のための研究会社、およびNASA（賞番号）の支援を受けました。 。 GO-17277). 天文学者たちは、オーストラリア西部でオーストラリアの正方形のキロメーターアレイのパスファインダー伝播望遠鏡としてFRB 20220610Aを初めて発見した後、ヨーロッパ南部の天文台でその起源を確認しました。 超大型望遠鏡 チリで。