McGillin yliopiston tekemässä tutkimuksessa, joka julkaistiin Nature-lehdessä, analysoitiin yhden nopean radiopurkauksen (FRB) polarisaatiota. Tutkijat havaitsivat nopeita kulmaheilahteluja, jotka ovat tyypillisiä pulsareille, mikä viittaa lähistöllä olevaan neutronitähteen. Tämä löytö kyseenalaistaa nykyiset teoreettiset mallit FRB:stä.
Kuva ESO
FRB:t vapauttavat muutamassa millisekunnissa energian, joka vastaa auringon päivittäistä säteilyä. CHIME-teleskooppi pystyi havaitsemaan tämän erityisen signaalin tuhansien muiden joukosta. Tämä edistysaskel avaa uusia näkymiä näiden äärimmäisten kosmisten ilmiöiden ymmärtämiseen.
Polarimetrialla oli keskeinen rooli tässä löydössä. FRB:n radiotaajuudet olivat voimakkaasti polarisoituneita, heilahdellen tietyssä suunnassa. Tämä ominaisuus, yhdistettynä lähteen etäisyyteen, vahvistaa eksoottisen alkuperän hypoteesia.
MIT:n täydentävä tutkimus, joka myös julkaistiin Nature-lehdessä, havaitsi signaalissa 'välkkyvyyttä'. Tämä ilmiö viittaa pienikokoiseen lähteeseen, joka on yhteensopiva neutronitähden voimakkaan magneettikentän kanssa. Molemmat tutkimukset suuntaavat yhteiseen selitykseen.
Tutkijat korostavat CHIME-teleskoopin merkitystä tässä löydössä. Sen kyky havaita tuhansia FRB:itä päivittäin mahdollistaa ainutlaatuisten signaalien tunnistamisen. Nämä tulokset merkitsevät merkittävää askelta FRB:iden ymmärtämisessä.
Seuraavat vaiheet koostuvat muiden FRB:iden tutkimisesta, joilla on samankaltaisia ominaisuuksia. Tieteilijät toivovat näin tarkentavansa ymmärrystään toiminnassa olevista mekanismeista. Nämä tutkimukset voisivat myös valaista muita kosmisia mysteerejä, jotka liittyvät neutronitähtiin.
Mitkä ovat nopeat radiopurskeet (FRB)?
Nopeat radiopurskeet ovat äärimmäisen lyhyitä ja voimakkaita kosmisia radiolähetyksiä. Kestoltaan muutaman millisekunnin, ne vapauttavat yhtä paljon energiaa kuin aurinko päivässä.
Vuonna 2007 löydettyjen FRB:iden alkuperä on pitkään ollut mysteeri. FRB:t voivat olla toistuvia tai ainutlaatuisia, mikä viittaa erilaisiin mekanismeihin. Niiden tutkimus tarjoaa vihjeitä äärimmäisistä kosmisista ympäristöistä.
FRB:t havaitaan kosmologisilla etäisyyksillä, joskus miljardien valovuosien päässä. Niiden leviäminen galaksienvälisessä avaruudessa mahdollistaa diffuusi aineen tutkimisen galaksien välillä. Nämä signaalit ovat siis arvokkaita työkaluja universumin kartoittamiseksi.
Viimeisimmät tutkimukset viittaavat neutronitähtiin mahdollisina lähteinä. Magneettarit, eräänlainen voimakkaasti magneettikentällinen neutronitähti, ovat erityisen epäilyttäviä. Nämä löydöt avaavat uusia polkuja näiden äärimmäisten objektien ymmärtämiseen.
Kuinka polarimetria auttaa FRB:iden tutkimisessa?
Polarimetria mittaa säteilyä emittoivien radiotaajuuksien suuntaa. Tämä tekniikka paljastaa tietoa lähteen ympäristöstä ja emittointimekanismista.
Radiotaajuudet voivat olla lineaarisesti tai pyörivästi polarisoituneita. Lineaarinen polarisaatio dominoi FRB:issä, mikä viittaa voimakkaaseen ja järjestäytyneeseen magneettikenttään. Nämä ominaisuudet ovat tyypillisiä neutronitähdille.
Tutkimuksessa havaittuja nopeita polarisa角ion kulman vaihteluita ovat erityisen paljastavia. Ne viittaavat emittoimiseen neutronitähden pinnan läheisyydessä. Tämä käyttäytyminen on samanlaista kuin pulsareilla, mutta huomattavasti suuremmalla intensiivisyydellä.
Polarimetria mahdollistaa FRB:iden erottamisen muista radiolähteistä. Se tarjoaa myös arvokkaita rajoituksia teoreettisille malleille. Tämä tekniikka tulee olemaan ratkaiseva tulevissa FRB-tutkimuksissa.