Hurtig radio burst

I astronomi , de brister hurtig radio ( hurtig radio burst , FRB) eller brister Lorimer ( Lorimer burst ) er byger af radiobølger varer nogle få millisekunder .

Den første af disse blev opdaget af et team af forskere ledet af Duncan Lorimer, der analyserede data fra en astronomisk undersøgelse af den lille magellanske sky .

Historisk

I midten af ​​2000'erne forskede Duncan Lorimer (professor i fysik og astronomi ved Center for Gravitational Waves and Cosmology ved University of West Virginia , USA ) og Maura McLaughlin (astronom ved University of Virginia -Occidentale) David Narkevic, en af deres studerende med analysen af ​​arkivdata fra observationer af Magellanic Clouds foretaget fem år tidligere med radioteleskopet i Parkes , Australien .

I begyndelsen af ​​2007 opdagede Narkevic et signal, der var 100 gange stærkere end baggrundsstøj . Varigheden af ​​signalet indikerer, at emissionskildens diameter ikke er mere end 10 lette millisekunder eller ca. 3000  km , omtrent en fjerdedel af jordens diameter . Dens omtrentlige placering indikerer, at den kommer fra en region, der ligger et par grader syd for den lille magellanske sky . Det er kendetegnet ved en stærk spredning, der placerer afstanden fra kilden til ca. 3 milliarder lysår , det vil sige langt ud over den lokale gruppe . Interstellar spredning påvirker udbredelsen af ​​radiobølger, når de støder på frie elektroner . Disse fungerer som et plasma ville . I dette medium varierer udbredelseshastigheden for radiobølger som en funktion af frekvensen. Jo lavere denne frekvens, jo større er forsinkelsen sammenlignet med højere frekvensbølger. Jo større afstanden fra dette medium krydses, jo større vil tidsforsinkelsen mellem radiosignalets forskellige bølgelængder være. Det følger heraf, at målingen af ​​dette tidsskift giver information om afstanden fra den udsendte kilde.

I 2007 i en artikel af Lorimer et al. , Duncan Lorimer annoncerer opdagelsen af ​​en radiofrekvens med høj intensitet i dataene fra en 1,4 gigahertz astronomisk undersøgelse af regionen Small Magellanic Cloud udført af Parkes Observatory. Burstet, der varer mindre end 5 millisekunder , ligger 3 grader uden for skyen og har ingen forbindelse med sidstnævnte eller med Mælkevejen . Ifølge teoretiske analyser ville burst være placeret i en afstand på mindre end 1 giga parsec .

I 2010 blev 16 lignende bursts, men af ​​jordisk oprindelse, opdaget. Observation af Lorimer et al. forblev unik indtil 2013, hvor 4 nye bursts blev opdaget.

Det 2. november 2012, radioteleskopet fra Arecibo Observatory i Puerto Rico , et af de største og mest følsomme i verden, rapporter, der igen har isoleret et stærkt radiosignal. ”Forskere spekulerede på, om dette ikke var en funktionsfejl i Parkes-antennen. Men siden udbruddet i 2012 blev set af et andet radioteleskop end Parkes, kan det ægte videnskabelige arbejde begynde. "

Det 10. juli 2014, i en artikel offentliggjort i The Astrophysical Journal , bekræfter Arecibo Observatory-holdet, at disse mærkelige kosmiske fænomener faktisk forekommer 10.000 gange om dagen på himlen. Medmindre du overvejer muligheden for at blive bombarderet med beskeder fra udenjordiske , som også ville være til stede i hele universet, vil det være nødvendigt at fokusere på andre veje.

Ifølge forfatterne af undersøgelsen 10. juli 2014, disse radiosignaler ser ud til at være udsendt fra en anden galakse , flere millioner lysår væk: "Efter al sandsynlighed kommer radiobølgerne fra det ekstragalaktiske rum - et ekstremt interessant perspektiv", siger astrofysikeren og medforfatteren af opdagelse, Victoria Kaspi, i en artikel udgivet af McGill University .

Efter en undersøgelse udført på Parkes Observatory viser det sig, at næsten alle de hurtige radiobrister, der  detekteres på stedet, ville være peritios ( hurtige radiobrister af jordbaseret oprindelse) og ville finde deres oprindelse ved brugen af ​​en mikrobølgeovn . Undersøgelsen specificerer imidlertid, at disse perytoner ikke er kilden til FRB 010724 eller FRB150215.

Den CHIME radio teleskop med base i Canada, fuldt ud sidenseptember 2018, der scanner hele den nordlige himmel 24 timer i døgnet, oprindeligt planlagt til at kortlægge brintintensiteten (CHIME) for at udforske det oprindelige univers, har opdaget andre eksempler på disse kosmiske blink, herunder en tilbagevendende (andet tilfælde af opdagelse, som gentages mindst fem gange siden 1 st flashe14. august 2018). Det er blevet testet for en st gang i juli ogaugust 2018ved at spotte 13 BPR'er (mod ca. tres eksempler, der hidtil er opdaget af astronomi). CHIME så også en lavfrekvent flash (400 megahertz, mens den tidligere rekord, lav frekvens under 700 megahertz, var 580 megahertz). De første afsløringer ved CHIME blev derfor foretaget, mens den stadig blev tunet. Yderligere opdagelser forventes.

Hypoteser

Den fysiske oprindelse af disse bursts er stadig ukendt. En af hypoteserne involverer blitzarer , en anden gammastrålebrist . Nogle forskere har også rejst muligheden for at opdage hemmelige militære satellitter eller noget udenjordisk efterretning . Placeringen af ​​FRB uden for Mælkevejen gør hypotesen om militære satellitter forældede.

I en artikel fra McGill University vil hypoteserne, der anses for at forklare disse signaler, være sorte huller, der fordamper, spirende eller døende neutronstjerner eller pulsarer af en ny art. En kritisk redegørelse for de forskellige teorier blev offentliggjort i 2019.

Ende april 2020, opdagelsen af magnetaren SGR 1935 + 2154 afslører den første kendte hurtige radiobrist inde i Mælkevejen. Dens undersøgelse fører til favorisering af magnetstien som oprindelsen til disse begivenheder.

Bemærkelsesværdige bursts

I starten af ​​2020 kunne 5 af de hundrede hurtige radioudbrud, der blev observeret, lokaliseres, inklusive 2, der havde gentagne udbrud.

FRB 121102

Identificeret i 2014 men registreret siden november 2012af Arecibo-radioteleskopet er FRB 121102 en tilbagevendende kilde (mere end 200 begivenheder optaget mellem udgangen af ​​2012 og slutningen af ​​2017), men ikke en periodisk kilde til hurtige radiobrister. Dette er den eneste tilbagevendende kilde, der hidtil er kendt med FRB 180814 (marts 2019), Og også den eneste, der er blevet identificeret med en DC-kilde (men meget lav) af radiobølger og synligt lys, som ligger i en dværg galakse fjernt omkring 3 milliarder af lysår . Bursts, der varer mellem 30  µs og 2  ms , er næsten 100% polariserede og kan stamme fra en neutronstjerne tæt på et massivt sort hul eller omgivet af en plerion eller anden form for supernova-rest .

FRB 180924

Takket være ASKAP -radioteleskopnetværket blev placeringen af ​​en hurtig radio burst i 2019 bestemt for anden gang.

FRB 180916

Denne atypiske kilde præsenterer bursts over en cyklus på 16,35 dage. Denne ekstremt entydige cyklus opdeles i en 4-dages emissionsperiode og en 12-dages emissionsfri periode. Dette signal blev opdaget af CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) radioteleskop øst for Vancouver (Canada) af teamet af Jason Hessels fra University of Amsterdam (Holland). Takket være det europæiske meget lange baseline Interferometry Network, der består af 22 radioteleskoper rundt om i verden, var dens kilde placeret i SDSS-galaksen J015800.28 + 654253.0. Denne spiralgalakse ligger lige under 500 millioner lysår fra os.

FRB 190523

I 2019, kort efter offentliggørelsen af ​​placeringen af ​​FRB 180924, lykkedes OVRO også at finde oprindelsen til endnu en hurtig radio burst.

Anvendelser til astrofysik

En undersøgelse, der blev offentliggjort i 2020, foreslog at bruge hurtige radio bursts af kendt lokalisering til at estimere mængden af baryonisk stof, der er til stede i det intergalaktiske rum . Den fundne værdi er i overensstemmelse med de primære nukleosyntese- modeller .

Noter og referencer

(fr) Denne artikel er helt eller delvist taget fra Wikipedia-artiklen på engelsk med titlen "  Lorimer burst  " ( se listen over forfattere ) .

Bemærkninger

  1. Intensitet på 30 jansky .

Referencer

  1. (en) DR Lorimer, M. Bailes, MA McLaughlin, DJ Narkevic og F. Crawford, “  A Bright Millisecond Radio Burst of Extragalactic Origin  ” , Science , bind.   318,27. august 2007, pp. 777-780 ( læs online ).
  2. (in) "  Duncan Lorimer - Professor  " , på stedet for West Virginia University , physics.wvu.edu (adgang til 25. januar 2018).
  3. Duncan Lorimer, Maura McLaughlin, "  Hvor kommer hurtige radio bursts fra?"  » , På Pourlascience.fr ,28. maj 2018
  4. "Et radiosignal fra rummet agiterer astronomers samfund" , Gaël Lombart, Le Parisien .fr , 16. august 2014.
  5. (i) Sarah Burke-Ivan Spolaor Matthew Bailes, Ronald Ekers, Jean-Pierre Macquart Fronefield Crawford III, "  Radio brister med ekstragalaktisk spektrale karakteristika Vis Terrestriske Origins  " , astro-ph.CO ,2010
  6. (i) D. Thornton, B. Stappers hr Bailes et al. , "  En befolkning med hurtige radiobursts ved kosmologiske afstande  " , Science ,5. juli 2013( læs online ).
  7. "Et radiosignal, der kommer fra rummet, intriger forskere" , L'Obs .com , 17. august 2014.
  8. (in) "  Fast Burst Radio opdaget i Arecibo Pulsar ALFA-undersøgelsen  " LG Spitler et al. , på Astrophysical Journal-webstedet , iopscience.iop.org , 10. juli 2014.
  9. Victor Garcia, "  Radiosignaler i rummet: rumvæsener var en mikrobølgeovn  " , på L'Express .fr ,30. april 2015
  10. Alexandra Witze (2019) Bevy af mystiske hurtige radio bursts spottet af canadisk teleskop; Bounty inkluderer andet kendt eksempel på en gentagen burst  ; 7. januar 2019
  11. (in) (in) Heino Falcke og Luciano Rezzolla "  Hurtig radio bursts: Det sidste tegn på neutronstjerner supramassive  " version 21. januar 2014,2013.
  12. Jean-François Cliche, “  ET, er det virkelig dig? - Videnskaber ovenfor nedenfor  ” , på La Presse Blogs ,2. april 2015(adgang til 3. april 2015 )
  13. (i) "  radio brast astrofysik opdagelse uddyber mysterium  " , på det sted, hvor McGill University , www.mcgill.ca den 10. juli 2014.
  14. (i) E. Platts, A Weltman, A. Walters, SP Tendulkar, JEB Gordin og S. Kandha, "  En levende teori katalog for hurtig radio bursts  " , Physics Reports , Vol.  821,10. august 2019, s.  1-27 ( DOI  10.1016 / j.physrep.2019.06.003 ).
  15. (in) Nadia Drake , '  ' Magnetic Star Radio Waves Could Solve the Mystery of Fast radio bursts  '' på Scientific American (adgang til 12. maj 2020 )
  16. (en) B. Marcotte, K. Nimmo et al. , “  En gentagende hurtig radio burst-kilde lokaliseret til en nærliggende spiralgalakse  ” , Nature , bind.  577,6. januar 2020( læs online ).
  17. (in) D. Michilli, A. Seymour og JWT Hessels, "  Et ekstremt magneto-ionisk miljø forbundet med den hurtige radio burst-kilde FRB 121102  " , Nature , vol.  553,11. januar 2018, s.  182-185 ( DOI  doi: 10.1038 / nature25149 ).
  18. (en) KW Bannister et al. , "  En enkelt hurtig radio burst, lokaliseret til en massiv galakse i kosmologisk afstand  " , Science ,7. juni 2019( læs online ).
  19. (en-US) “  SDSS J015800.28 + 654253.0 Archives  ” , om The Virtual Telescope Project 2.0 (adgang til 6. april 2020 )
  20. (en) Vakram Ravi et al. , "  En hurtig radio burst, lokaliseret til en massiv galakse  " , Nature ,2. juli 2019( læs online ).
  21. (en) J.-P. Macquart et al. , “  En folketælling af baryoner i universet fra lokaliserede hurtige radioudbrud  ” , Nature , bind.  581, nr .  499,27. maj 2020( læs online ).

Se også

Bibliografi

Relaterede artikler

Eksternt link