Αστρονόμοι ανακάλυψαν το δεύτερο μόλις παράδειγμα ενός εξαιρετικά ενεργού, επαναλαμβανόμενου FRB (Fast Radio Burst- ταχεία έκλαμψη ραδιοκυμάτων) με συμπαγή πηγή πιο αδύναμων μα επίμονων ραδιοεκπομπών μεταξύ των εκλάμψεων: Η ανακάλυψη αυτή δημιουργεί νέα ερωτήματα για τη φύση αυτών των μυστηριωδών αντικειμένων και επίσης για τη χρησιμότητά τους ως εργαλείων για τη μελέτη του διαγαλαξιακού Διαστήματος. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν το Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) του National Science Foundation και άλλα τηλεσκόπια για να μελετήσουν το αντικείμενο, που είχε πρωτοανακαλυφθεί το 2019.
Το αντικείμενο, που αποκαλείται FRB 190520, είχε βρεθεί από το FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope) στην Κίνα. Μια έκλαμψη από αυτό έλαβε χώρα στις 20 Μαΐου 2019 και βρέθηκε σε δεδομένα από εκείνο το τηλεσκόπιο τον Νοέμβριο του ίδιου έτους. Παρατηρήσεις με το FAST που ακολούθησαν έδειξαν πως, αντίθετα με πολλά άλλα FRB, προβαίνει σε τακτικές, επαναλαμβανόμενες εκλάμψεις ραδιοκυμάτων.
Παρατηρήσεις με το VLA το 2020 εξακρίβωσαν τη θέση του αντικειμένου και αυτό επέτρεψε παρατηρήσεις σε ορατό φως με το τηλεσκόπιο Subaru στη Χαβάη που έδειξαν πως βρίσκεται στα περίχωρα ενός γαλαξία- νάνου σχεδόν δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. Οι παρατηρήσεις του VLA έδειξαν επίσης πως το αντικείμενο εκπέμπει συνεχώς πιο αδύναμα ραδιοκύματα μεταξύ των εκλάμψεων.
«Τα χαρακτηριστικά αυτά το κάνουν να μοιάζει πολύ με το πρώτο FRB η πρώτη θέση του οποίου εξακριβώθηκε – επίσης από το VLA – το 2016» είπε ο Κέισι Λο του Caltech. Η εξέλιξη αυτή ήταν ιδιαίτερα σημαντική, παρέχοντας τις πρώτες πληροφορίες για το περιβάλλον και την απόσταση ενός FRB. Ωστόσο ο συνδυασμός επαναλαμβανόμενων εκλάμψεων και επίμονων ραδιοεκπομπών μεταξύ των εκλάμψεων, προερχόμενων από μια «συμπαγή» περιοχή, έκαναν το αντικείμενο του 2016, ονόματι FRB 121102, να ξεχωρίζει από τα άλλα FRB- μέχρι τώρα. «Τώρα έχουμε δύο σαν αυτό, και αυτό φέρνει κάποια σημαντικά ερωτήματα» είπε ο Λο, που είναι μέλος διεθνούς ομάδας αστρονόμων που αναφέρουν τα ευρήματά τους στο Nature.
Οι διαφορές μεταξύ των FRB 190520 και FRB 121102 και όλων των άλλων ενισχύουν ένα ενδεχόμενο που είχε προταθεί στο παρελθόν, πως μπορεί να υπάρχουν δύο διαφορετικά είδη FRB.
«Είναι αυτά που επαναλαμβάνονται διαφορετικά από αυτά που δεν επαναλαμβάνονται; Και τι γίνεται με τις επίμονες ραδιοεκπομπές- είναι κοινό αυτό;» είπε ο Κσιτζ Αγκαρβάλ, τελειόφοιτος στο West Virginia University (WVU).
Οι αστρονόμοι εικάζουν πως μπορεί να υπάρχουν δύο διαφορετικοί μηχανισμοί που παράγουν FRB ή ότι τα αντικείμενα που τα παράγουν μπορεί να ενεργούν διαφορετικά σε διαφορετικά στάδια της εξέλιξής τους. Κορυφαίοι υποψήφιοι για τις πηγές των FRB είναι οι εξαιρετικά πυκνοί αστέρες νετρονίων που έχουν απομείνει μετά τις μετατροπές γιγαντιαίων άστρων σε σουπερνόβα, ή αστέρες νετρονίων με πανίσχυρα μαγνητικά πεδία, ονόματι magnetars.
Ένα χαρακτηριστικό του FRB 190520 προκαλεί αμφιβολίες για τη χρησιμότητα των FRB ως εργαλείων για τη μελέτη του υλικού μεταξύ αυτών και της Γης. Αστρονόμοι συχνά αναλύουν την επίδραση παρεμβαλλόμενου υλικού στα ραδιοκύματα που εκπέμπονται από μακρινά αντικείμενα για να μάθουν περισσότερα για το ίδιο το υλικό. Κάτι τέτοιο συμβαίνει όταν ραδιοκύματα διέρχονται από διάστημα που περιέχει ελεύθερα ηλεκτρόνια. Σε αυτή την περίπτωση τα κύματα υψηλότερων συχνοτήτων ταξιδεύουν ταχύτερα από ό,τι κύματα χαμηλότερων συχνοτήτων. Το φαινόμενο αυτό (διασπορά) μπορεί να μετρηθεί για να εξακριβωθεί η πυκνότητα των ηλεκτρονίων στο διάστημα μεταξύ του αντικειμένου και της Γης, ή, αν η πυκνότητα των ηλεκτρονίων είναι γνωστή, για να γίνει μια εκτίμηση ως προς την απόσταση στην οποία βρίσκεται το αντικείμενο. Η μέθοδος αυτή αξιοποιείται συχνά για να γίνουν εκτιμήσεις απόστασης για τα pulsars.
Αυτό δεν λειτούργησε με το FRB 190520. Μια ανεξάρτητη μέτρηση της απόστασης με βάση τη μεταβολή συχνότητας Ντόπλερ του φωτός του γαλαξία, που προκαλείται από τη διαστολή του σύμπαντος, έθεσε τον γαλαξία σε απόσταση περίπου τριών δισεκατομμυρίων ετών φωτός από τη Γη. Ωστόσο το σήμα της έκλαμψης δείχνει μια έκταση διασποράς που κανονικά θα υποδείκνυε απόσταση 8 με 9,5 ετών φωτός.
«Αυτό σημαίνει πως υπάρχει πολύ υλικό κοντά στο FRB που θα μπορούσε να μπερδέψει κάθε προσπάθεια μέτρησης αερίων μεταξύ γαλαξιών» είπε ο Αγκαρβάλ. «Αν ισχύει αυτό και με άλλα, τότε δεν μπορούμε να βασιζόμαστε στη χρήση FRB ως κοσμικών εργαλείων μέτρησης αποστάσεων».
Οι αστρονόμοι εικάζουν πως το FRB 190520 ίσως να είναι ένα «νεογέννητο», που περιβάλλεται ακόμα από πυκνό υλικό που εκτοξεύτηκε από την έκρηξη σουπερνόβα η οποία άφησε πίσω τον αστέρα νετρονίων. Καθώς αυτό το υλικό διαλύεται, η διασπορά των σημάτων έκλαψης θα μειωνόταν επίσης. Στο σενάριο του «νεογέννητου», είπαν, οι επαναλαμβανόμενες εκλάμψεις επίσης μπορεί να είναι χαρακτηριστικό των νεότερων FRB, που θα υποχωρεί με το πέρασμα του χρόνου.