IceCube pomáhá demystifikovat podivné vysílačky z hlubokého vesmíru

Ice Cube - Friday (Explicit) (Smět 2019).

Anonim

Desetiletí astronomové zmátli nad pomíjivými, ale neuvěřitelně silnými rázovými rázy z vesmíru.

Fenomeny, známé jako rychlé rázové rány nebo FRB, byly poprvé detekovány v roce 2007 astronomy, kteří si prohlíželi archivní data z Austrálie Parkes Telescope, což je 64-metrová miska, která je nejlépe známá pro svou roli při živých televizních snímcích z měsíce Apollo 11 přistání v roce 1969.

Anténní detekce prvního FRB - a následně potvrzený objev téměř dvou desítek výkonnějších radiových impulzů na obloze Parkesem a dalšími radiopřijímači - vyslali astrofyzikáře, kteří se přesouvají, aby nalezli více předmětů a vysvětlili jim.

"Jedná se o novou třídu astronomických událostí, " říká Justin Vandenbroucke, fyzik z University of Wisconsin-Madison, který se svými kolegy otočí IceCube, nejvíce citlivou neutrinovou teleskop na světě, na úkol pomáhá demystifikovat silné impulsy energie z rádiového vysílání generované na miliardy světelných let od Země.

Myšlenka, fyzik Wisconsin říká, je zjistit, zda jsou vysokoenergetické neutriny generovány shodně s FRB. Pokud tomu tak je, vědci by vedli k tomu, co by mohlo generovat silné rádiové signály a odhalit něco o fyzice prostředí, ve kterém jsou generovány.

IceCube je detektor neutrino složený z 5, 160 optických modulů vložených do gigatonu krystalově čistého ledu, což je míle pod geografickým jižním pólem. S podporou Nadace pro národní vědu je IceCube schopna zachytit letmé podpisy vysokoenergetických neutrin - téměř bezhrudkových částic, které jsou pravděpodobně vytvářeny hustými, násilnými předměty, jako jsou supermasivní černé díry, galaxie a energetické jádra hvězdotvorných galaxie.

Záchyt s rychlými rozhlasovými výbuchy, poznamenává Vandenbroucke, je, že jsou většinou náhodné a trvají jen několik milisekund, což je příliš rychlé, aby rutinně detekovaly nebo prováděly následné pozorování pomocí rádiových a optických teleskopů. Bylo zjištěno, že se objevuje pouze jeden FRB, objekt známý jako FRB 121102 v galaxii asi 3 miliardy světelných let. Klíčová výhoda IceCube je extrémně široká zorná pole dalekohledu ve srovnání s optickými a rádiovými teleskopy. Dalekohled shromažďuje údaje o událostech s neutrinami, protože částice se hroutí po Zemi a vidí celé nebe v jižní i severní polokouli. To znamená, že je-li FRB detekován některým ze světových rádiových dalekohledů, může Vandenbroucke a jeho tým analyzovat data IceCube pro tuto oblast na obloze v době, kdy byl detekován rádiový impuls.

Pozorování rychlého rozhlasového výbuchu ve spojení s neutrinami by znamenalo převrat, což by pomohlo vytvořit zdrojové objekty pro oba typy jevů. "Astrofyzikální neutriny a rychlé rozhlasové záblesky jsou dnes dvěma nejzajímavějšími záhadami ve fyzice, " říká Vandenbroucke. "Mezi nimi může být spoj."

Dosud se Vandenbroucke a jeho tým podívali na téměř 30 FRB, včetně 17 výbuchů z "opakovače", FRB 121102.

První pohled týmu UW však nezjistil emisi neutrin s žádným z FRB identifikovaných v archivních datech IceCube. Nevidí-li neutrinos v součinnosti s některým z doposud studovaných FRB, vědci poskytnou horní limit pro množství emisí neutrin, které by se mohly vyskytnout při výbuchu.

"Můžeme říci, že množství energie emitované každým prasknutím jako neutrinos je menší než určité množství, které pak lze porovnat s předpovědí z jednotlivých teorií, " vysvětluje Vandenbroucke. "Vzhledem k tomu, že se očekává, že se počet výbuchů v příštích několika letech dramaticky zvýší, budou tato omezení ještě silnější - nebo budeme detekovat."

Jasné nebo velmi vysoké energetické neutriny by byly charakteristické pro určité třídy astronomických objektů. "Vylučovali jsme záblesky gama záření a silně omezili možnost vzniku černých děr" jako zdroje neutrin, říká Vandenbroucke. Analýza jeho týmu o čtyřech událostech FRB byla publikována v časopise Astrophysical Journal v srpnu 2017. "Může se jednat o ještě více exotickou fyziku."

Vědci věří, že FRB se vyskytují mnohem častěji než byly pozorovány. Někteří odhadují, že je denně až 10 000 událostí FRB denně ze všech stran na obloze. A astronomy, kteří nyní hledají hvězdné impulsy rádiové energie, Vandenbroucke očekává, že tempo objevu se urychlí, zatímco světové rádiové dalekohledy budou pokračovat v hledání a nové rádiové interferometry se dostanou na linku.

menu
menu