Mais de mil explosões cósmicas poderosas detectadas pelo telescópio FAST em 47 dias

O FAST captura uma pulsação real de FRB 121102. Crédito: NAOC

Uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo Professor LI Di e Dr. WANG Pei dos Observatórios Astronômicos Nacionais da Academia Chinesa de Ciências (NAOC) detectou um intenso anel de explosões cósmicas de Fast Radio Burst (FRB) 121102, usando 500 metros. O telescópio de rádio esférico de abertura (FAST). Um total de 1.652 rajadas independentes foram detectadas em 47 dias a partir de 29 de agosto de 2019 (UT).

É o maior conjunto de eventos FRB até o momento, mais do que o número relatado em todas as outras publicações combinadas. Esta montagem de impulso permite a determinação da potência característica e distribuição de potência de qualquer FRB, iluminando assim o motor central que alimenta os FRBs.

Esses resultados foram publicados em temperar natureza Em 13 de outubro de 2021.

Os FRBs foram descobertos pela primeira vez em 2007. Essas explosões cósmicas podem durar apenas um milissegundo, enquanto produzem o equivalente a um ano da produção total de energia do sol. A origem dos FRBs permanece desconhecida. Embora os alienígenas também tenham sido considerados nos modelos para FRBs, as observações claramente favorecem as causas naturais. Os pontos focados recentemente incluem estrelas de nêutrons hipermagnetizadas exóticas, buracos negros e cordas cósmicas deixadas de a grande explosão.

FRB 121102 Distribuição da Taxa de Impulso de Energia Equivalente Isotrópica

Distribuição da taxa de ruptura de potência isotrópica equivalente a 1,25 GHz para FRB 121102. Crédito: NAOC

Os cientistas descobriram que uma pequena porção dos FRBs se repetem. Este fenômeno facilita estudos de acompanhamento, incluindo a localização e identificação de galáxias hospedeiras de FRBs.

FRB 121102 é o primeiro iterador conhecido e o primeiro FRB bem traduzido. Os cientistas determinaram sua origem em uma galáxia anã. Além disso, este FRB está claramente associado a uma fonte de rádio estável. Ambas as pistas são cruciais para resolver o mistério cósmico dos FRBs. O comportamento de FRB 121102 é difícil de prever e é comumente descrito como “sazonal”.

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Ao testar o fundo FAST FRB durante a fase de execução, a equipe notou que o FRB 121102 estava operando com pulsos brilhantes repetidos. Entre 29 de agosto e 29 de outubro de 2019, 1.652 eventos de explosão independentes foram detectados em 59,5 horas. Enquanto o ritmo de burst variou ao longo da série, 122 bursts foram vistos durante a hora de pico, correspondendo à maior taxa de eventos já observada para qualquer FRB.

Um rio de rajadas de uma galáxia

Um “rio” de explosões de galáxias conforme registrado pelo telescópio FAST. O número de impulsos e energias são mostrados nos gráficos, simulando a pintura “Wide Land” de Wang Shiming da Dinastia Song. crédito: NAOC

Um ritmo tão alto facilita um estudo estatístico dessas explosões de FRB. Os pesquisadores descobriram uma característica distinta de energia de E.= 4,8 x 1037 erg, abaixo do qual a geração de burst tornou-se menos eficiente. A distribuição de energia de burst pode ser apropriadamente descrita como bimodal, ou seja, uma função log-normal para bursts de baixa emissão e uma função de Lorentz para bursts de alta E, implicando que os pulsos FRB mais fracos podem ser de natureza aleatória e que os pulsos mais fortes envolvem um relação entre duas grandezas independentes.

“A energia total deste grupo de burst já soma 3,8% do que está disponível em um magnetar e nenhuma periodicidade foi encontrada entre 1 milissegundo e 1.000 segundos, ambos os quais limitam severamente a possibilidade de FRB 1211102 vir de um objeto compacto isolado, “disse o Dr. Wang.

Mais de seis novos FRBs foram descobertos pelo Commensal Radio Astronomy Rapid Survey (CRAFTS, https://crafts.bao.ac.cn/), incluindo um novo repetidor semelhante ao 121102. “Como a maior antena do mundo, disse o professor LI , A sensibilidade FAST demonstrou ajudar a revelar os meandros dos transientes cósmicos, incluindo FRBs. “

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Este projeto faz parte de uma colaboração de longa data desde a fase de operação do telescópio FAST. As principais instituições parceiras incluem a Guizhou Normal University, a University of Nevada Las Vegas, a Cornell University, o Max Planck Fuer Radioastronomie Institute, a West Virginia University, o CSIRO, a University of California Berkeley e a Nanjing University.

Referência: “Bimodal Burst Power Distribution of a Repeated Fast Wireless Burst Source” por D. Li, P. Wang, W. W. Zhu, B. Zhang, XX Zhang, R. Duan, Y. K. Zhang, Y. Feng, NY Tang, S. Chatterjee, JM Cordes, M. Cruces, S. Dai, V. Gajjar, G. Hobbs, C. Jin, M. Kramer, DR Lorimer, C. Miao, C. Niu, JR Niu, ZC Pan, L. Qian, EU. Spitler, D. Werthimer, G. Q. Zhang, F. Y. Wang, XY Xie, Y. L. Yue, L. Zhang, Q. J. Zhi e Y. Zhu, 13 de outubro de 2021 Disponível temperar natureza.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03878-5

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