Astronomen haben eine unregelmäßige Periodizität im wiederholten schnellen Funkstoß FRB 180916. J0158 + 65 entdeckt. Die Entdeckung wurde basierend auf 28 Ereignissen gemacht, die von September 2018 bis Oktober 2019 vom CHIME-Teleskop aufgezeichnet wurden. Ausbrüche dieser Quelle treten nicht regelmäßig auf, aber im Durchschnitt kann ein Zeitraum von 16,35 Tagen mit großer Bedeutung unterschieden werden. Beobachtungen mit verschiedenen Instrumenten weisen auf eine signifikante Abhängigkeit der Blitzhelligkeit vom Frequenzband der Beobachtungen hin, heißt es in einem Preprint auf dem arXiv.org-Server.
Schnelle Funkbursts (FRBs) sind helle Funkemissionsbursts mit einer typischen Dauer von etwa einer Millisekunde. Heute sind über hundert solcher Ereignisse bekannt, von denen die meisten einzeln waren, aber ungefähr ein Dutzend wurden mehrmals aus einem Gebiet beobachtet - sie werden als wiederholt bezeichnet. Im Moment ist die Natur der FRB unbekannt, dies ist eines der Hauptgeheimnisse der modernen Astrophysik.
Im Jahr 2019 wurden auf dem Gebiet der FRB-Forschung erhebliche Fortschritte erzielt: Die Liste der bekannten Ereignisse wurde länger als die Liste der vorgeschlagenen theoretischen Modelle, ein einzelner Funkstoß wurde zum ersten Mal lokalisiert und das erste Ereignis dieser Art wurde in einer relativ nahe gelegenen Galaxie entdeckt. Viele dieser Fortschritte wurden durch die Arbeit des kanadischen CHIME-Teleskops ermöglicht, das speziell für die Untersuchung von FRB umgebaut wurde.
Mit Hilfe dieser Installation wurde nun eine neue Entdeckung gemacht: Astronomen haben die Periodizität des FRB 180916. J0158 + 65-Bursts entdeckt, der immer noch als der Erde am nächsten angesehen wird. Nach der Analyse von etwa 400 Tagen verfügbarer Beobachtungen konnten die Wissenschaftler das Wiederauftreten des Auftretens von Fackeln mit einem charakteristischen Zeitraum von 16,35 ± 0,18 Tagen sicher identifizieren. Die Autoren der Arbeit stellen jedoch fest, dass dieses Muster nicht streng ist: Manchmal tritt kein Ausbruch auf, manchmal tritt mehr als einer auf, und sie wiederholen sich nicht von Zecke zu Zecke, sondern innerhalb eines Intervalls von vier Tagen.
Insgesamt arbeiteten die Wissenschaftler mit den Registrierungszeiten von 28 Bursts. Astronomen haben verschiedene Methoden der statistischen Analyse angewendet, wie den Pearson-Anpassungstest, den in der Astrophysik weit verbreiteten H-Test und die diskrete Fourier-Transformation. Infolgedessen zeigten alle eine Wiederholbarkeit mit derselben Periodizität mit einer statistischen Signifikanz von bis zu 11 Standardabweichungen, was die Möglichkeit eines zufälligen Zusammentreffens praktisch ausschließt.
Neben CHIME (400-800 Megahertz-Betriebsband) wurde FRB 180916 auch vom europäischen Funkinterferometrienetz EVN (Betriebsfrequenz 1,7 Gigahertz) und am 100-Meter-Teleskop in Effelsberg (Betriebsfrequenz 1,4 Gigahertz) beobachtet. Das erste Gerät zeichnete zu Beginn des erwarteten Aktivitätszeitraums einen Burst auf, und das zweite Gerät konnte in einer Sitzung mit gleichzeitigen Beobachtungen mit CHIME, die den Ausbruch zu diesem Zeitpunkt feststellte, nicht aufzeichnen. Dies weist auf eine signifikante Abhängigkeit der Helligkeit von der Frequenz hin.
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Zum ersten Mal kann die offenbarte Periodizität der Signale eines wiederholten Funkstoßes ein wichtiger Hinweis auf die Art seiner Quelle werden. Bisher gibt es viele Optionen, sowohl binäre Systeme (von einem Pulsar oder Schwarzen Loch und gewöhnlichen Sternen verschiedener Klassen) als auch einzelne Objekte (Magnetare). Zukünftige Beobachtungen werden helfen, das Phänomen besser zu verstehen, insbesondere wenn es möglich ist, Strahlung in anderen Bereichen elektromagnetischer Wellen zu fixieren, beispielsweise in Röntgenstrahlen oder Gamma.
Das australische Teleskop ASKAP, das die Statistik der damals bekannten Ereignisse im Jahr 2018 verdoppelte, ist ein weiteres wichtiges Instrument zur Untersuchung schneller Funkspektren. Weitere Details zu schnellen Funkstößen finden Sie in der Rezension, die Sergei Popov, ein Mitarbeiter des Sternberg State Astronomical Institute, speziell für N + 1 geschrieben hat.
Verfasser: Timur Keshelava
