Geheimzinnige extragalactische radioflitsen afkomstig van exotische bron

10 januari 2018

Het lijkt erop dat de bron van de repeterende radioflits FRB121102 zich in een opvallend extreme omgeving bevindt. Nieuw onderzoek door onder andere UvA-astronomen Daniele Michilli en Jason Hessels suggereert dat de flitsen afkomstig zijn uit de onmiddellijke nabijheid van een zwaar zwart gat of uit een zeer energierijke nevel. De bron is waarschijnlijk een neutronenster. Het team heeft zijn bevindingen vandaag gepresenteerd tijdens een persconferentie op de winterbijeenkomst van de American Astronomical Society in Washington, D.C. (VS). Het resultaat is op 1 januari 2018 verschenen in Nature.

Faraday-effect

Een jaar geleden rapporteerden de astronomen dat de repeterende snelle radioflits FRB121102 zich bevindt in een stervormingsgebied in een dwergsterrenstelsel op een afstand van zo’n 3 miljard lichtjaar van de aarde. Uit een nieuwe analyse van waarnemingen met de Arecibo-radiotelescoop in Puerto Rico en de Green Bank Telescope in West Virginia (VS) blijkt nu dat het licht van de radioflitsen sterk is gepolariseerd (dat wil zeggen dat het een voorkeursoriëntatie heeft), en dat het is ‘gedraaid’ als gevolg van een sterk magneetveld in een dicht plasma. Dit laatste wordt het Faraday-effect genoemd. Hoe sterker het magnetisch veld, des te groter de draaiing.

Zo’n extreme draaiing van radiogolven (500 keer groter dan ooit bij een andere FRB-bron is gezien) is tot nu toe alleen waargenomen in de omgeving van een superzwaar zwart gat, zoals dat in het centrum van onze Melkweg. De astronomen houden rekening met een tweede scenario: de draaiing kan ook worden verklaard wanneer de bron zich bevindt in een energierijke nevel of supernovarest.

Accepteer alle cookies om deze video te kunnen zien. Cookie instellingen.

Curieuzer

FRB121102 is een zogeheten snelle radioflits (Fast Radio Burst), een recent ontdekte nieuwe klasse van transients, astrofysische verschijnselen van korte duur, afkomstig uit de extragalactische ruimte. Hun ware aard is nog steeds een raadsel. FRB121102 is de enige bekende repeterende FRB en dit heeft de vraag opgeworpen of zijn herkomst anders is dan die van niet-repeterende FRB’s. Eerste auteur Daniele Michilli (promovendus UvA/ASTRON): 'FRB121102 was al uniek vanwege het feit dat hij meerdere keren van zich heeft laten horen, maar met zijn enorme Faraday-effect wordt hij steeds curieuzer. We hebben nog geen idee of er een verband is tussen deze twee eigenschappen.'

De astronomen kwamen tot hun bevindingen door de flitsen op hogere radiofrequenties waar te nemen dan ooit tevoren. Coauteur Andrew Seymour, USRA-astronoom bij Arecibo: 'We hebben hiervoor een nieuwe waarneemmethode ontwikkeld op de Arecibo-telescoop. Onze collega’s van de Green Bank Telescope hebben de resultaten bevestigd met waarnemingen op nog hogere radiofrequenties. Bovendien ontdekten we dat een van de flitsen korter duurde dan 30 microseconden. Dat ondersteunt ons idee dat de flitsen afkomstig zijn van een neutronenster in een extreme omgeving van gemagnetiseerd plasma.'

Fundamentele vragen

De astronomen zullen blijven volgen hoe de eigenschappen van de flitsen door de tijd heen veranderen. Coauteur Jason Hessels (UvA/ASTRON): 'We hopen met deze waarnemingen te kunnen vaststellen of de neutronenster zich nabij een zwart gat of in een krachtige nevel bevindt.'

Met een aantal radiotelescopen met een groot beeldveld dat nu in bedrijf komt, zullen er naar verwachting in de komende jaren meer van dit soort bronnen worden gevonden en kunnen astronomen antwoorden vinden op de fundamentele vragen over de mysterieuze snelle radioflitsen.

Publicatiedetails:

An extreme magneto-ionic environment associated with fast radio burst source FRB121102. Door: D. Michilli, A. Seymour, J. W. T. Hessels, L. G. Spitler, V. Gajjar, A. M. Archibald, G.  C. Bower, S. Chatterjee, J. M. Cordes, K. Gourdji, G. H. Heald, V. M. Kaspi, C. J. Law, C. Sobey, E. A. K. Adams, C. G. Bassa, S. Bogdanov, C. Brinkman, P. Demorest, F. Fernandez, G. Hellbourg, T. J. W. Lazio, R. S. Lynch, N. Maddox, B. Marcote, M. A. McLaughlin, Z. Paragi, S. M. Ransom, P. Scholz, A. P. V. Siemion, S. P. Tendulkar, P. Van Rooy, R. S. Wharton, D. Whitlow

Link naar het artikel

NOVA

Gepubliceerd door  Anton Pannekoek Institute for Astronomy