Kanadische Wissenschaftler, die das CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) verwenden, haben 13 FRBs (Fast Radio Bursts) entdeckt, darunter das zweitwichtigste. Und sie denken, sie werden noch mehr finden.
CHIME ist ein innovatives Radioteleskop in der Region Okanagan Valley in British Columbia, Kanada. Es wurde 2017 fertiggestellt und hat die Aufgabe, als eine Art Zeitmaschine zu fungieren. CHIME wird Astronomen helfen, die Form, Struktur und das Schicksal des Universums zu verstehen, indem es die Zusammensetzung der dunklen Energie misst.
Das einzigartige Design von CHIME eignet sich auch gut zur Erkennung schneller Funkstöße.
Schnelle Funkstöße sind energiereiche Ereignisse im Weltraum, die wir als vorübergehenden Impuls von Funkwellen erfassen. Sie dauern normalerweise nur einige Millisekunden. Wissenschaftler sind sich nicht sicher, woher sie stammen, obwohl sie definitiv von außerhalb der Milchstraße stammen. Einige der vorgeschlagenen Quellen sind Schwarze Löcher oder schnell rotierende Neutronensterne.
"Wir haben das Problem noch nicht gelöst, aber es sind noch einige weitere Teile des Puzzles."
Tom Landecker, CHIME-Teammitglied, Nationaler Forschungsrat
„Bisher war nur eine Wiederholung von FRB bekannt. Zu wissen, dass es einen anderen gibt, deutet darauf hin, dass es da draußen mehr geben könnte. Und mit mehr Repeatern und mehr Quellen für Studien können wir diese kosmischen Rätsel möglicherweise verstehen - woher sie kommen und was sie verursacht “, sagte Ingrid Stairs, Mitglied des CHIME-Teams und Astrophysikerin bei UBC.
Das CHIME-Observatorium hat ein einzigartiges Design. Im Gegensatz zu anderen Teleskopen mit beweglichen Halterungen, mit denen sie bestimmte Objekte im Raum neu positionieren und untersuchen können, ist CHIME statonar. CHIME sitzt still, während sich der Himmel über ihm bewegt. Es bildet jeden Tag die gesamte nördliche Hemisphäre ab, was bedeutet, dass wahrscheinlich mehr dieser Phänomene entdeckt werden.
CHIME besteht aus 1024 angepassten Handyempfängern in vier 100-Meter-Halbzylindern oder „Halfpipes“, die alle als ein großes Interferometer zusammenarbeiten. Sie sind mit einem Supercomputer verbunden, der alle Daten verarbeitet.
Stairs glaubt, dass CHIME mehr sich wiederholende FRBs finden wird. Sobald sie gefunden wurden, können andere Teleskope untersuchen, woher sie stammen, um Hinweise auf ihre Natur zu erhalten.
"Da CHIME jeden Tag die gesamte nördliche Hemisphäre abbildet, werden wir mit der Zeit mehr Repeater finden", sagte Stairs. "Wenn Wissenschaftler wissen, wo sie sich befinden, können sie ihre Teleskope auf sie richten und so die Gelegenheit nutzen, diese mysteriösen Signale im Detail zu untersuchen."
Der Ursprung schneller Funkstöße ist noch nicht bekannt. Während einige Wissenschaftler vermuten, dass sie durch katastrophale Ereignisse verursacht werden, scheint die Entdeckung sich wiederholender FRBs diese Idee zu beseitigen.
"Wir sind sehr gespannt, was CHIME tun kann, wenn es voll ausgelastet ist."
Deborah Good, Doktorandin bei UBC, Mitglied des FRB-Teams von CHIME.
Die Seltenheit der FRB macht es schwierig, sie zu studieren. Sie sind auch sehr vorübergehend und dauern nur wenige Millisekunden. Das Spannende an dieser Entdeckung ist, dass CHIME noch nicht einmal voll ausgelastet ist. Sobald es auf dem neuesten Stand ist, wird es viel mehr entdecken, vielleicht jeden Tag im Betrieb, und die Datenfluttore werden sich für diese faszinierenden Phänomene öffnen.
"Wir sind sehr gespannt, was CHIME tun kann, wenn es voll ausgelastet ist", sagte Deborah Good, Doktorandin in Physik und Astronomie an der UBC, die Teil des FRB-Teams von CHIME ist. „Am Ende eines Jahres haben wir möglicherweise 1.000 weitere Ausbrüche gefunden. Unsere Daten werden einige der Geheimnisse von FRBs aufbrechen. “
Der erste FRB wurde 2007 von Wissenschaftlern entdeckt, die Pulsardaten durchsuchten. Die meisten schnellen Funkstöße dauern einen kurzen Moment und dann sind sie weg, obwohl wir mit dieser neuesten CHIME-Entdeckung jetzt zwei kennen, die sich wiederholt haben. Die erste sich wiederholende FRB mit der Bezeichnung FRB 121102 wurde 2012 entdeckt und ihre Quelle war extragalaktisch in Richtung der Auriga-Konstellation.
Was die Wellenlängen über schnelle Radiobursts aussagen
Die Wellenlänge des FRB kann Wissenschaftlern helfen, zu verstehen, woher sie kamen und welche Art von Materie sie durchliefen, um uns zu erreichen. Aber längerwellige FRBs sagen ihnen mehr.
"Die Umgebung des FRB hat einen viel größeren Einfluss auf die Form der Signale bei langen Wellenlängen."
Deborah Gut, UBC / CHIME
Während die meisten früheren schnellen Funkstöße bei Wellenlängen von nur wenigen Zentimetern erkannt wurden, hatte diese neueste Charge Wellenlängen von wenigen Metern. Dies ist ein Bonus für das CHIME-Team, das sagt, dass die längeren Wellenlängen neue Untersuchungslinien eröffnen.
"Die Umgebung des FRB hat einen viel größeren Einfluss auf die Form der Signale bei langen Wellenlängen", sagte Good. „Wenn wir diese Bursts mit CHIME sehen, erhalten wir eine gute Vorstellung davon, wie FRBs aussehen und woher sie kommen, indem wir mehr darüber erfahren, wie sich ihre Helligkeit bei verschiedenen Frequenzen ändert und was mit dem Signal auf dem Weg zur Erde geschieht“, fügte sie hinzu .
Das CHIME-Teammitglied Tom Landecker vom National Research Council sagt, dass diese neu entdeckten schnellen Funkstöße dazu beitragen werden, das Rätsel zu lösen, woher FRBs stammen.
„[Wir wissen jetzt], dass die Quellen niederfrequente Radiowellen erzeugen können und diese niederfrequenten Wellen aus ihrer Umgebung entweichen können und nicht zu verstreut sind, um erkannt zu werden, wenn sie die Erde erreichen. Das sagt etwas über die Umgebungen und die Quellen aus. Wir haben das Problem noch nicht gelöst, aber es sind noch einige weitere Teile des Puzzles “, sagte er.
Immer wenn schnelle Funkstöße oder ein anderes Phänomen ungewisser Herkunft entdeckt werden, leuchtet das Internet mit der Rede von Außerirdischen und außerirdischen Intelligenzen auf. Wir können uns scheinbar nicht selbst helfen. Aber in den meisten dieser Fälle und höchstwahrscheinlich auch in diesem Fall gibt es eine natürliche Erklärung. Wissenschaftler haben es einfach noch nicht gefunden.
Wenn sie jedoch die Quelle von FRBs finden, spielt CHIME möglicherweise eine führende Rolle bei der Suche.
CHIME befand sich erst in der Inbetriebnahmephase, als es diese Bursts entdeckte. Es war nicht voll ausgelastet. Sobald dies der Fall ist, werden interessante Zeiten bevorstehen, insbesondere wenn 1.000 weitere schnelle Funkstöße erkannt werden können, wie Good vorschlägt.
"Die Ergebnisse sind nur der Anfang der Entdeckungen von CHIME", fügte Stairs, der UBC-Astrophysiker, hinzu. „In der nächsten Phase planen wir, den gesamten hochauflösenden Datenstrom aus den hellsten Bursts zu erfassen, damit wir ihre Positionen, Eigenschaften und magnetischen Umgebungen besser verstehen können. Die nächsten Jahre werden sehr spannend. “
Die Erkennung der schnellen Funkstöße wurde auf dem Wintertreffen der American Astronomical Society vorgestellt.
Diese neuen Entdeckungen werden auch in zwei wissenschaftlichen Veröffentlichungen erläutert, die beide am 9. Januar 2019 in Nature online veröffentlicht wurden. Die erste Veröffentlichung trägt den Titel „
Beobachtungen schneller Funkstöße bei Frequenzen bis zu 400 Megahertz. “ Die zweite ist "Eine zweite Quelle für die Wiederholung schneller Funkstöße."
Quellen:
- Pressemitteilung: Das CHIME-Teleskop erkennt zum zweiten Mal einen sich wiederholenden schnellen Funkstoß
- Pressemitteilung: Das neue kanadische Teleskop wird das größte jemals vermessene Raumvolumen abbilden
- CHIME Teleskop-Homepage
- Forschungsbericht: Eine zweite Quelle für die Wiederholung schneller Funkstöße
- Forschungsbericht: Beobachtungen schneller Funkstöße bei Frequenzen bis zu 400 Megahertz
- Wikipedia-Eintrag: Fast Radio Burst
