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

Tim peneliti internasional yang dipimpin oleh Prof. LI Di dan Dr. WANG Pei dari National Astronomical Observatories of Chinese Academy of Sciences (NAOC) menangkap episode ekstrim ledakan kosmik dari Fast Radio Burst (FRB) 121102 dengan Five Hundred Meter Aperture Spherical Radio Telescope (FAST). Per 29 Agustus 2019 (UT), total 1.652 KLB terdeteksi dalam 47 hari.

Ini adalah grup acara FRB terbesar hingga saat ini, lebih dari jumlah yang dilaporkan di semua publikasi lainnya digabungkan. Rangkaian ledakan seperti itu memungkinkan untuk pertama kalinya menentukan energi karakteristik dan distribusi energi dari setiap FRB, yang menjelaskan penggerak mesin pusat FRB.

Hasil ini dipublikasikan di alam pada 13 Oktober 2021.

FRB pertama kali ditemukan pada tahun 2007. Ledakan kosmik ini bisa sesingkat seperseribu detik sambil menciptakan hasil energi total matahari selama setahun. Asal usul FRB masih belum diketahui. Meskipun alien juga telah dimasukkan dalam model untuk FRB, penyebab alami jelas disukai oleh pengamatan. Fokus terbaru termasuk bintang neutron hipermagnetik eksotis, lubang hitam, dan string kosmik yang diciptakan oleh Dentuman Besar.

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

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

FRB 121102 adalah repeater pertama yang diketahui dan FRB terlokalisasi pertama. Para ilmuwan telah mengidentifikasi asalnya di galaksi kerdil. Selain itu, FRB ini secara jelas ditetapkan ke sumber radio persisten. Kedua petunjuk itu sangat penting untuk mengungkap misteri kosmik FRB. Perilaku FRB 121102 sulit diprediksi dan sering disebut sebagai “musiman”.

Saat menguji backend FRB FAST selama fase commissioning, tim menemukan bahwa FRB 121102 merespons dengan pulsa terang yang sering. Antara 29 Agustus dan 29 Oktober 2019, 1.652 peristiwa ledakan independen terdeteksi dalam total 59,5 jam. Sementara laju ledakan bervariasi selama rangkaian, 122 ledakan diamati selama jam puncak, yang merupakan laju peristiwa tertinggi yang pernah diamati untuk FRB.

Sebuah “aliran” letusan galaksi seperti yang direkam oleh teleskop FAST. Jumlah semburan dan energi ditampilkan dalam histogram yang meniru lukisan Dinasti Song “Tanah Luas” oleh WANG Ximeng. Kredit foto: NAOC

Tingkat tinggi seperti itu membuatnya lebih mudah untuk memeriksa ledakan FRB ini secara statistik. Para peneliti menemukan energi karakteristik yang jelas dari E₀= 4,8 × 10³⁷ erg, di bawah mana generasi semburan menjadi kurang efisien. Distribusi energi ledakan tepat dapat digambarkan sebagai bimodal, yaitu fungsi log-normal untuk semburan dengan E rendah dan fungsi Lorentz untuk semburan dengan E tinggi, yang menyiratkan bahwa pulsa FRB yang lebih lemah dapat bersifat stokastik dan yang lebih kuat Hubungan antara dua kuantitas independen.

“Energi total set ledakan ini sudah 3,8% dari apa yang tersedia dari magnetar, dan tidak ada periodisitas yang ditemukan antara 1 ms dan 1000 detik, yang sangat membatasi kemungkinan bahwa FRB 121102 berasal dari objek kompak yang terisolasi. “Kata dr. ANG.

Survei CEPAT Astronomi Radio Komensal (CRAFTS, https://crafts.bao.ac.cn/) menemukan lebih dari enam FRB baru, termasuk repeater baru seperti 121102. “Sebagai antena terbesar di dunia, sensitivitas FAST terbukti kondusif untuk mengungkap seluk-beluk transien kosmik, termasuk FRB,” kata Prof. LI.

Proyek ini merupakan bagian dari kolaborasi lama sejak teleskop FAST ditugaskan. Institusi mitra penting adalah Guizhou Normal University, University of Nevada Las Vegas, Cornell University, Max Planck Institute for Radio Astronomy, West Virginia University, CSIRO, University of California Berkeley, dan Nanjing University.

Referensi: “Distribusi Energi Ledakan Bimodal dari Sumber Ledakan Radio Cepat Berulang” oleh D. Li, P. Wang, WW Zhu, B. Zhang, XX Zhang, R. Duan, YK Zhang, Y. Feng, NY Tang , S Chatterjee, JM Cordes, M. Cruces, S. Dai, V. Gajjar, G. Hobbs, C. Jin, M. Kramer, DR Lorimer, CC Miao, CH Niu, JR Niu, ZC Pan, L. Qian, L Spitler , D. Werthimer, GQ Zhang, FY Wang, XY Xie, YL Yue, L. Zhang, QJ Zhi dan Y. Zhu, 13 Oktober 2021, alam.
DOI: 10.1038 / s41586-021-03878-5