FAST toma un pulso real de FRB 121102. Crédito:NAOC
Un equipo de investigación internacional dirigido por el Prof.Li Di y el Dr. Wang Pei de los Observatorios Astronómicos Nacionales de la Academia de Ciencias de China (NAOC) captó un episodio extremo de explosiones cósmicas de Fast Radio Burst (FRB) 121102, utilizando el radiotelescopio esférico de apertura de quinientos metros (FAST). Un total de 1, Se detectaron 652 ráfagas independientes dentro de los 47 días a partir del 29 de agosto. 2019 (UT).
Es el mayor conjunto de eventos FRB hasta ahora, más que el número informado en todas las demás publicaciones combinadas. Un conjunto de ráfagas de este tipo permite la determinación, por primera vez, de la energía característica y la distribución de energía de cualquier FRB, arrojando luz sobre el motor central que alimenta los FRB.
Estos resultados fueron publicados en Naturaleza el 13 de octubre 2021.
Los FRB se detectaron por primera vez en 2007. Estas explosiones cósmicas pueden ser tan breves como una milésima de segundo mientras producen el valor de un año de la producción total de energía del Sol. El origen de los FRB aún se desconoce. Aunque incluso los extraterrestres se han considerado en modelos para FRB, las causas naturales son claramente favorecidas por las observaciones. Los focos recientes incluyen exóticas estrellas de neutrones hiper-magnetizadas, agujeros negros, y cuerdas cósmicas que quedaron del Big Bang.
Los científicos han descubierto que una pequeña fracción de los FRB se repiten. Este fenómeno facilita los estudios de seguimiento, incluida la localización e identificación de las galaxias anfitrionas de las FRB.
FRB 121102 es el primer repetidor conocido y el primer FRB bien localizado. Los científicos han identificado su origen en una galaxia enana. Además, este FRB está claramente asociado con una fuente de radio persistente. Ambas pistas son cruciales para resolver el misterio cósmico de los FRB. El comportamiento de FRB 121102 es difícil de predecir y comúnmente se describe como "estacional".
Distribución de velocidad de ráfaga de energía isotrópica equivalente a 1,25 GHz para FRB 121102. Crédito:NAOC
Mientras prueba el backend FAST FRB durante la fase de puesta en servicio, el equipo notó que FRB 121102 estaba actuando con frecuentes pulsos brillantes. Entre el 29 de agosto y el 29 de octubre, 2019, 1, Se detectaron 652 eventos de ráfagas independientes en un total de 59,5 horas. Si bien la cadencia de ráfaga varió durante la serie, Se vieron 122 ráfagas durante la hora pico, correspondiente a la tasa de eventos más alta jamás observada para cualquier FRB.
Una cadencia tan alta facilita un estudio estadístico de estas ráfagas de FRB. Los investigadores encontraron una energía característica clara de E 0 =4,8 × 10 37 ergio, por debajo del cual la generación de las ráfagas se volvió menos eficiente. La distribución de energía de ráfaga puede describirse adecuadamente como bimodal, a saber, una función log-normal para ráfagas de E baja y una función de Lorentz para ráfagas de E alta, lo que implica que los pulsos FRB más débiles pueden ser de naturaleza estocástica y los más fuertes implican una relación entre dos cantidades independientes.
Un "río" de ráfagas de una galaxia según lo registrado por el telescopio FAST. El recuento de ráfagas y las energías se muestran en histogramas, imitando la pintura "Una vasta tierra" de Wang Ximeng de la dinastía Song. Crédito:NAOC
"La energía total de este conjunto de ráfagas ya suma el 3.8% de lo que está disponible en un magnetar y no se encontró una periodicidad entre 1 ms y 1000 s, ambos limitan severamente la posibilidad de que FRB 121102 provenga de un objeto compacto aislado, "Dijo el Dr. Wang.
Se han descubierto más de seis nuevos FRB a través de la encuesta FAST de radioastronomía comensal, incluyendo un nuevo repetidor similar a 121102. "Como la antena más grande del mundo, La sensibilidad de FAST demuestra ser propicia para revelar las complejidades de los transitorios cósmicos, incluidos los FRB, "Dijo el Prof. LI.
Este proyecto ha sido parte de una colaboración de larga duración desde la fase de puesta en servicio del telescopio FAST. Las principales instituciones asociadas incluyen la Universidad Normal de Guizhou, Universidad de Nevada Las Vegas, Universidad de Cornell, Max-Planck-Institut fuer Radioastronomie, Universidad de Virginia Occidental, CSIRO, Universidad de California, Berkeley, y la Universidad de Nanjing.
