Semnale misterioase din Univers: Originea exploziilor radio rapide este tot mai aproape de a fi deslușită

De peste tot de pe cer, Universul lansează semnale misterioase. Nu știm cu adevărat ce sunt sau ce le generează, dar o nouă analiză a locului de unde provin ne oferă indicii despre sursele emisiilor ciudate pe care le numim explozii radio rapide (FRB), notează Science Alert.

Condusă de astronomul Kritti Sharma de la Institutul de Tehnologie din California, o echipă internațională a efectuat un recensământ și a stabilit că FRB provin cel mai probabil din galaxii cu populații stelare relativ tinere. Acest lucru este oarecum de așteptat. Ceea ce nu se așteptau cercetătorii era ca respectivele galaxii să fie mult mai mari, cu un număr semnificativ de stele - ceea ce de fapt este destul de rar.

Acest lucru sugerează că ar putea exista ceva neobișnuit cu privire la modul în care sunt generate FRB-urile.

Avem deja câteva idei destul de bune despre ce sunt FRB-urile. Mai întâi, o descriere: acestea sunt emisii foarte puternice, dar foarte scurte, de lumină radio care durează de la fracțiuni de milisecundă la câteva secunde. Ele provin de pe tot cerul, sursele lor aflându-se la milioane sau miliarde de ani-lumină distanță, părând adesea să sclipească o dată și să nu se mai repete niciodată.

Acest lucru le face imposibil de prezis și dificil de urmărit, dar oamenii de știință reușesc să le detecteze din ce în ce mai bine cu ajutorul supravegherii cu spectrularg și, de asemenea, localizează mai bine galaxiile gazdă.

În ceea ce privește ceea ce sunt ele, ne îndreptăm și spre asta. Spoiler: nu sunt extratereștri. Mai degrabă, primul FRB detectat chiar aici, în Calea Lactee, în 2020, a fost localizat la un magnetar - un tip de stea neutronică, care are un câmp magnetic de 1 000 de ori mai puternic decât cel al unei stele neutronice obișnuite. Interacțiunea push-pull (împingere-tragere) dintre câmpul magnetic și gravitația obiectului poate crea cutremure stelare care trimit lumină radio pe cer.

Nu toate FRB-urile se comportă la fel, deci este posibil să existe mai multe tipuri de surse. Restrângerea locului unde se află aceste surse ne spune câte ceva despre condițiile de mediu care sunt cel mai probabil să le producă, ceea ce, la rândul său, ne permite să facem deducții cu privire la ceea ce sunt acestea, mai precizează sursa citată.

Sharma și colegii săi au colectat informații cu ajutorul unui interferometru radio numit Deep Synoptic Array într-un nou efort de detectare și localizare a FRB. Ei au studiat cu atenție proprietățile a 30 de galaxii gazdă ale FRB și au determinat că exploziile radio apar de obicei din galaxii cu populații de stele tinere.

Acest lucru nu este surprinzător dacă generatorii FRB sunt magnetari. Stelele neutronice sunt nucleele colapsate ale stelelor masive care au devenit supernove prin colapsul nucleului, iar stelele masive au o durată de viață mai scurtă decât cele mici. Magnetarii sunt stele neutronice tinere, deci ne așteptăm să le găsim în locuri în care majoritatea stelelor sunt tinere și au o viață scurtă.

Deși unele FRB au fost detectate anterior în populații de stele vechi și în galaxii cu masă mică, analiza echipei a arătat că cei mai comuni generatori sunt de departe galaxiile cu masă mare și stele tinere. Acest lucru sugerează că mediile stelare masive și tinere sunt importante pentru formarea generatorilor de FRB; dacă nu ar fi așa, am observa o distribuție mai largă în toate tipurile de galaxii.

Nu se știe de ce se întâmplă acest lucru, dar cercetătorii cred că metalicitatea acestor galaxii masive care formează stele ar putea juca un rol. Galaxiile masive au, de obicei, un conținut mult mai mare de metale decât cele cu masă mai mică și tind să producă și stele mai grele.

Dar mai există o problemă. Supernovele cu colaps de nucleu au loc la o rată similară cu rata de formare a stelelor în Univers. Dacă magnetarii care produc FRB se formează în acest mod, distribuția FRB ar trebui să fie în mare parte în concordanță cu distribuția supernovelor cu colaps al miezului, chiar și pentru galaxiile cu masă mică - dar nu este așa. Acest lucru sugerează că magnetarii care se formează prin colapsul nucleului nu sunt principalii generatori de FRB.

Echipa a efectuat simulări și a găsit o soluție. Magnetarii care emit FRB s-ar putea forma în urma fuzionării stelelor binare. Acest lucru este mai probabil să se întâmple în medii cu stele mai masive, cum ar fi galaxiile identificate de cercetători.

Încă nu există o explicație holistică a originii FRB, dar cercetarea întărește în mod semnificativ argumentele în favoarea magnetarilor și sugerează că există și circumstanțe speciale pentru formarea acestor magnetari.

Studiul FRB este încă în progres, dar astronomii descoperă în mod constant tot mai multe semnale ciudate. Cu cât se descoperă mai multe, cu atât mai multe date vor putea fi analizate pentru a rezolva misterul originii FRB.