高速ラジオバーストの奇妙なパズルを解く

この研究は、ATAなどの独自の機能を備えた新しい望遠鏡がFRB科学の優れた謎の新しい角度を提供できることを実証しています。

SETI研究所の科学者チームは、FRB（Fast Radio Bursts）と呼ばれる宇宙ミステリーについての新しい洞察を公開しました。 SETIラボのアップグレードされたATA（Allen Telescope Array）で行われた反復FRB 20220912Aの発見と詳細な観察は、これらの宇宙信号の特性を明らかにします。

FRBは、深宇宙から出てくる短く強烈な電波のフラッシュです。 ほとんどは一度だけ発生しますが、一部の「リピーター」は信号を複数回送信し、信号のソースを理解することに興味を追加します。 541時間観察した結果、研究者はリピータFRB 20220912Aで35個のFRBを発見しました。 ATAを使用して行われた観察は、広い無線周波数範囲をカバーし、興味深いパターンを明らかにしました。 35のFRBはすべて周波数スペクトルの下部にあり、それぞれ独自のエネルギー特性を持っています。

Allen Telescope Array、周波数平均パルスプロファイル、および時間平均スペクトルを使用して検出されたFRB 20220912Aのすべてのバーストの動的スペクトル（または「滝」プロット）。
時系列プロットでは、赤い色合い領域は定義されたサブバーストの時間範囲を表し、赤い縦線は隣接するサブバーストを区切ります。 クレジット：SETIラボ

SETI研究所の観察による洞察

NSF MPS-Ascend博士後研究者であり、上級著者であるSETI研究所のSofia Sheikh博士は、「この研究は、既知のFRB特性の確認といくつかの新しい特性の発見の両方を提供するため、非常に興味深い」と述べた。 「私たちはFRBのソースをマグネタのような極端な物体に絞り込んでいますが、既存のモデルはこれまで観察されたすべての特性を説明することはできません。 ATAで行われた最初のFRB研究に参加することができてとても嬉しかったです。 これは、ATAなどの独自の機能を備えた新しい望遠鏡が、FRB科学の優れた謎の新しい角度を提供できることを証明しています。

最近のジャーナルで発表された詳細な研究結果 王立天文学会月刊発表 （MNRAS）はFRBの興味深い行動を示しています。 これらの不思議な信号は、下り周波数ドリフト、帯域幅と中心周波数との間の接続、経時的なバースト持続時間の変化を示す。 チームはまた、以前に報告されたことがないことを観察しました。 2ヶ月間の観察中、爆発の中心頻度が著しく減少し、予想外の宇宙スライドの笛が明らかになった。

2つのFRB 20220912Aデータセットパラメータ（中心周波数と帯域幅）は、キャンペーンの開始からキャンペーンの終了まで（約60日間）、MJD単位で経時的に表示されます。 パネルa）は、キャンペーンを通じてFRBの中心頻度が減少することを示しています（適合の残差と下の青で示されるLOWESS非パラメータ指令を含む）。 パネルｂ）は、時間の経過とともに帯域幅が等しく減少することを示す。 クレジット：SETIラボ

さらに、研究者らは、これらの観察を用いてFRB 20220912Aの最も明るい爆発のブロッキングポイントを予測し、宇宙信号速度全体への寄与を示している。 実際、この特定のオブジェクトは、観測中に空にあるすべての強力なFRBの数パーセントを担当しました。

この研究はまたバーストシーケンスの時間パターンを調べ、FRBの内部とFRBの間の反復を見出した。 これらの天体現象の予測不可能性を強調する明確なパターンは発見されなかった。

アレン望遠鏡アレイの役割

これはFRBの謎を解読する上でATAの重要な役割を示しています。 ATAには、たとえば一部の周波数は非常に高く、他の周波数は非常に低い場合など、互いに離れていても同時に多数の周波数チャネルを記録することができます。 これにより、FRBが入ってくるとすぐに確認でき、FRBが高周波と低周波で同時に実行する作業を制限できます。 継続的なアップグレードにより、より多くの周波数でより薄いFRBを同時に見ることができるより多くの機能を約束し、ATAがFRBの理解を高めるために先頭に立つことを保証します。

米国カリフォルニア州ハットクリークラジオアストロノミー観測所にあるアレン望遠鏡アレイ（ATA）。 ATAは技術署名検索専用機器として設計されたSETIラボで運営されており、過渡現象研究のための強力な施設になる可能性があります。 クレジット: Joe Marfia

SETI Laboratory ATAプロジェクトの科学者であり共同著者であるWael Farah博士は、「アップグレードプログラムが始まってから3年後にATAがFRB研究に参加するのを見ることができてとても嬉しいです」と述べました。 「ATAは、高速過渡現象を含む多くの研究活動に使用される独自の機能を誇っています。」

この画期的な発見は、宇宙の極端なオブジェクトの秘密を明らかにするための継続的な探求における重要な進歩を意味します。 科学者たちが宇宙を探索し続けている間に、私たちが見つけたそれぞれのユニークな特徴は、これらの魅惑的な宇宙信号の起源と本質をよりよく理解することを可能にします。

参照：Sofia Z. Sheikh、Wael Farah、Alexander W. Pollak、Andrew、PV、Siemion、Mohammed A. Chamma、Luigi F. Cruz、Roy H. Davisによる「Allen望遠鏡アレイを使用した繰り返しFRB 20220912Aの特徴付け」David R DeBoer、Vishal Gajjar、Phil Karn、Jamar Kittling、Wenbin Lu、Mark Masters、Pranav Premnath、Sarah Schoultz、Carol Shumaker、Gurmehar Singh、Michael Snodgrass、承認済み、 王立天文学会月刊発表。
arXiv:2312.07756