De oorsprong van snelle radio-uitbarstingen is gericht op gepolariseerd licht

Vandaag gepubliceerd in Astrofysisch tijdschriftDe studie beschrijft de eigenschappen van gepolariseerd licht van 128 niet-herhalende snelle uitbarstingen, afkomstig van bronnen die tot nu toe slechts één uitbarsting hebben geproduceerd. Hij ontdekte dat ze afkomstig lijken te zijn van sterrenstelsels zoals onze Melkweg, met een bescheiden dichtheid en bescheiden magnetische velden.

Eerdere onderzoeken naar snelle radio-uitbarstingen hebben zich geconcentreerd op veel kleinere monsters van hyperactieve, terugkerende bronnen, die daarentegen hun oorsprong lijken te hebben in dichte, sterk gemagnetiseerde omgevingen. Slechts ongeveer 3% van de bekende snelle radioflitsen zijn herhalingen, afkomstig van een bron die sinds hun ontdekking verschillende uitbarstingen heeft geproduceerd.

De meeste radiotelescopen kunnen slechts kleine puntjes aan de hemel zien, waardoor het gemakkelijker wordt om zich te concentreren op zich herhalende snelle radioflitsen met bekende posities. CHIME kan een zeer groot deel van de hemel scannen om zowel terugkerende als onregelmatige snelle radioflitsen te detecteren.

“We zullen het kunnen doen”, zegt hoofdauteur Aayush Pandey, een doctoraalstudent aan het Dunlap Institute for Astronomy and Astrophysics en de David A. Dunlap hoogleraar astronomie en astrofysica aan de Universiteit van Toronto: “Dit was de eerste blik op de overige 97%.” “Het stelt ons in staat om te heroverwegen wat we denken over snelle radio-uitbarstingen en te zien hoe terugkerende en niet-herhalende snelle radio-uitbarstingen verschillend kunnen zijn.”

Snelle radioflitsen, voor het eerst ontdekt in 2007, zijn extreem energetische flitsen afkomstig van verre bronnen in het universum. Hoewel er sindsdien meer dan 1.000 snelle radioflitsen zijn gecatalogiseerd, weten wetenschappers niet precies waar of hoe ze worden geproduceerd. Ze vroegen zich ook af of terugkerende en niet-herhalende snelle radio-uitbarstingen in vergelijkbare omgevingen voorkomen.

“Dit is een nieuwe manier om de gegevens die we hebben over snelle radioflitsen te analyseren”, zegt Pandey. “In plaats van alleen maar te kijken naar hoe helder iets is, kijken we ook naar de hoek van de elektromagnetische golven die het licht laten trillen.” “Het geeft je aanvullende informatie over hoe en waar dit licht werd geproduceerd, en wat het heeft meegemaakt op zijn reis naar ons gedurende miljoenen lichtjaren.”

Al het licht reist in de vorm van golven die we interpreteren als verschillende kleuren, afhankelijk van de lengte tussen hun pieken en dalen. Een groot deel van het licht in het universum reist op golflengten die het menselijk oog niet kan zien, inclusief licht van snelle radio-uitbarstingen (FRB's), maar radiotelescopen zoals CHIME kunnen dat wel.

Gepolariseerd licht bestaat uit golven die in één vlak trillen, verticaal, horizontaal of in een andere hoek daartussenin. Er is waargenomen dat de polarisatierichting van het licht van snelle radio-uitbarstingen op twee manieren verandert: met de tijd en met de kleur van het licht. Deze veranderingen zouden kunnen verklaren hoe FRB's worden geproduceerd en door wat voor soort materie ze passeren tijdens hun reis naar de aarde.

Bestuderen hoe de richting van de polarisatie verandert voor verschillende kleuren licht kan ons iets vertellen over de lokale dichtheid van waar snelle radio-uitbarstingen worden geproduceerd en de sterkte van het magnetisme dat daarin zit.

Om te bepalen wat snelle radioflitsen zijn en hoe ze worden geproduceerd, moeten wetenschappers hun lokale omgeving begrijpen. Deze studie concludeerde dat de meeste snelle radio-uitbarstingen, die zich niet herhalen, niet lijken op de weinige terugkerende bronnen die eerder zijn onderzocht. Het suggereert dat dit monster ofwel een afzonderlijke groep is, ofwel meer ontwikkelde versies van dezelfde groep, afkomstig uit een minder extreme omgeving met een lagere uitbarstingssnelheid.

Samenwerkende instellingen zijn onder meer het Dunlap Institute van de Universiteit van Toronto, de University of California Santa Cruz, de Universiteit van Amsterdam en McGill University.

Het CHIME-project wordt mede geleid door de University of British Columbia, McGill University, de University of Toronto en het Dominion Radio Astrophysical Observatory met samenwerkende instellingen in heel Noord-Amerika. Het Dominion Radio Astrophysical Observatory, een nationale astronomiefaciliteit beheerd door de National Research Council of Canada, bevindt zich op het traditionele, voorouderlijke en onontgonnen land van het Sielx/Okanagan-volk.