Lebih dari seribu ledakan kosmik kuat terdeteksi oleh teleskop FAST dalam 47 hari

Sebuah tim peneliti internasional yang dipimpin oleh Profesor LI Di dan Dr. WANG Pei dari National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (NAOC) telah mendeteksi cincin ledakan kosmik yang intens dari Fast Radio Burst (FRB) 121102, menggunakan jarak 500 meter. Teleskop Radio Spherical Aperture (FAST). Sebanyak 1.652 semburan independen terdeteksi dalam 47 hari per 29 Agustus 2019 (UT).

Ini adalah rangkaian acara FRB terbesar hingga saat ini, lebih dari jumlah yang dilaporkan di semua publikasi lainnya digabungkan. Rakitan impuls ini memungkinkan penentuan daya karakteristik dan distribusi daya dari setiap FRB, sehingga menerangi motor pusat yang memberi daya pada FRB.

Hasil ini telah dipublikasikan di sifat pemarah Pada 13 Oktober 2021.

FRB pertama kali ditemukan pada tahun 2007. Ledakan kosmik ini bisa sesingkat milidetik sambil menghasilkan setara dengan satu tahun dari total output energi matahari. Asal usul FRB masih belum diketahui. Meskipun alien juga dipertimbangkan dalam model untuk FRB, pengamatan jelas mendukung penyebab alami. Titik fokus baru-baru ini termasuk bintang neutron hipermagnetik eksotis, lubang hitam, dan string kosmik yang tersisa dari ledakan besar.

Distribusi laju ledakan daya setara isotropik pada 1,25 GHz untuk FRB 121102. Kredit: NAOC

Para ilmuwan telah menemukan bahwa sebagian kecil FRB berulang. Fenomena ini memfasilitasi studi tindak lanjut, termasuk lokalisasi dan identifikasi galaksi inang FRB.

FRB 121102 adalah iterator pertama yang diketahui dan FRB pertama yang diterjemahkan dengan baik. Para ilmuwan telah menentukan asalnya di galaksi kerdil. Selain itu, FRB ini jelas terkait dengan sumber radio yang stabil. Kedua petunjuk itu sangat penting untuk memecahkan misteri kosmik FRB. Perilaku FRB 121102 sulit diprediksi dan umumnya digambarkan sebagai “musiman”.

Saat menguji latar belakang FRB FAST selama fase run-in, tim memperhatikan bahwa FRB 121102 beroperasi dengan pulsa terang yang berulang. Antara 29 Agustus dan 29 Oktober 2019, 1.652 peristiwa ledakan independen terdeteksi dalam 59,5 jam. Sementara ritme burst bervariasi sepanjang seri, 122 ledakan terlihat selama jam sibuk, sesuai dengan tingkat kejadian tertinggi yang pernah diamati untuk FRB mana pun.

Sebuah “sungai” ledakan galaksi seperti yang direkam oleh teleskop FAST. Jumlah impuls dan energi ditunjukkan dalam grafik, yang mensimulasikan lukisan “Tanah Luas” oleh Wang Shiming dari Dinasti Song. kredit: NAOC

Tempo tinggi seperti itu memfasilitasi studi statistik tentang ledakan FRB ini. Para peneliti menemukan karakteristik energi yang berbeda dari E.₀= 4,8 x 10³⁷ erg , di bawah mana pembangkitan burst menjadi kurang efisien. Distribusi energi ledakan dapat dengan tepat digambarkan sebagai bimodal, yaitu fungsi log-normal untuk semburan emisi rendah dan fungsi Lorentz untuk semburan E tinggi, menyiratkan bahwa pulsa FRB yang lebih lemah mungkin bersifat acak dan bahwa pulsa yang lebih kuat melibatkan perbandingan antara dua besaran bebas.

“Total energi kelompok ledakan ini sudah menambahkan hingga 3,8% dari apa yang tersedia dari magnetar dan tidak ada periodisitas yang ditemukan antara 1 milidetik dan 1.000 detik, keduanya sangat membatasi kemungkinan bahwa FRB 1211102 berasal dari objek kompak yang terisolasi, ” kata Dr.Wang.

Lebih dari enam FRB baru telah ditemukan oleh Commensal Radio Astronomy Rapid Survey (CRAFTS, https://crafts.bao.ac.cn/), termasuk repeater baru yang mirip dengan 121102. “Sebagai antena terbesar di dunia, Profesor LI mengatakan , Sensitivitas CEPAT telah terbukti membantu mengungkap seluk-beluk transien kosmik, termasuk FRB.”

Proyek ini telah menjadi bagian dari kolaborasi lama sejak fase operasi teleskop FAST. Institusi mitra utama termasuk Guizhou Normal University, University of Nevada Las Vegas, Cornell University, Max Planck Fuer Radioastronomie Institute, West Virginia University, CSIRO, University of California Berkeley, dan Nanjing University.

Referensi: “Distribusi Daya Ledakan Bimodal dari Sumber Ledakan Nirkabel Cepat Berulang” oleh 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, L Spitler, D. Werthimer, G. Q. Zhang, F. Y. Wang, XY Xie, Y. L. Yue, L. Zhang, Q. J. Zhi dan Y. Zhu, 13 Okt 2021 Tersedia sifat pemarah.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03878-5