Now, less than a week later, a second team has announced they’ve traced a different non-repeating FRB to its home in a massive galaxy nearly 8 billion light-years away. It is only the third FRB to be tracked to its origin and the second non-repeating FRB to be traced. Their work appears online today in Nature.
The new, non-repeating FRB is called FRB 190523. Astronomers led by Vikram Ravi of the Cahill Center for Astronomy and Astrophysics in Pasadena, California, and the Center for Astrophysics in Cambridge, Massachusetts, spotted the burst May 23, 2019, using the Deep Synoptic Array-10’s (DSA-10) ten 4.5-meter radio dishes. The burst did not repeat, they say, despite the fact that they watched it for a total of 78 hours spread out over the course of 54 days surrounding the single detection.
Finding home
Once they’d pinpointed the burst, the team hunted for a galaxy near its location. They found one: PSO J207.0643+72.4708 (PSO J207+72 for short), which they zoomed in on with the Keck 10-meter telescope in Hawaii. Based on their observations, PSO J207+72 is nothing like the tiny dwarf galaxy that is home to the only repeating FRB we’ve ever pinpointed (FRB 121102). Instead, FRB 190523’s galaxy is more like the Milky Way: It contains about a trillion solar masses and is forming stars at a low rate, less than two Suns’ worth per year. That’s in sharp contrast to the repeater’s home, which is not only a thousand times less massive, but also forming stars at a much higher rate.
Those differences are important, because they suggest two things. One: Galaxies like the Milky Way can host whatever it is that’s creating the FRBs. A galaxy doesn’t need to be forming stars rapidly to do it. And two: If the galaxies hosting FRBs are different, there may be more than one type of object causing FRBs, or maybe astronomers’ original theories about their origins are wrong.
“The theory that FRBs come from magnetars was developed in part because the earlier FRB 121102 came from an active star-forming environment, where young magnetars can be formed in the supernovae of massive stars. But the host galaxy of FRB 190523 is more mellow in comparison,” Ravi said in a press release.
Size it up
How does FRB 190523 stack up against the other non-repeater, FRB 180924? Their homes look much more similar. Announced last week, FRB 180924 occurred in a galaxy called DES J214425.25−405400.81. That galaxy is 4 billion light-years away and about the mass of the Milky Way, and also forming stars at about the same rate. So, the galaxies that host the non-repeaters are pretty alike, and much more like the Milky Way than either is to the tiny home of the repeater. That’s also interesting, and lends some credence to the idea that maybe more than one factor is at play when it comes to making FRBs.
Tracking an FRB back to its home galaxy is challenging — it requires instruments with high precision to decisively show which galaxy a burst might be coming from. And because they’re one-and-done, non-repeating FRBs are harder to trace than those that repeat. But there are many more non-repeating FRBs known — about 80 — than repeating FRBs, of which there are only two. So, tracking non-repeaters may be harder, but it could become easier with the right instruments as more and more are found.
Arrays like the full Deep Synoptic Array, which will ultimately use 10 times as many dishes as the DSA-10, and others are hoping to spot and eventually trace hundreds of FRBs per year, according to Richard Barvainis, program director of the National Science Foundation program funding the Deep Synoptic Array’s construction.
As more and better radio instruments come online, astronomers are hopeful they’ll be able to spot — and track — more repeating and non-repeating FRBs to their sources, and hopefully unravel the mystery of what’s causing these cosmic flashes, and whether more than one culprit could be to blame.
O galaxie asemănătoare Căii Lactee a dat naștere, acum aproape 8 miliarde de ani, unui scurt impuls al undelor radio, aprofundând în continuare misterul acestor semnale cosmice ciudate.
Exploziile rapide de unde radio, sau FRB, sunt unele dintre cele mai fierbinți subiecte ale astronomiei – și cele mai mari mistere. Aceste izbucniri scurte ale undelor radio din afara Calei Lactee, de obicei, izbucnesc doar o fracțiune de secundă, apoi dispar pentru totdeauna, fără a mai fi văzute niciodată. Numai două FRB-uri au fost surprinse vreodată repetându-se, în 2017, dintre care unul a arătat astronomilor calea către galaxia lui de origine. Săptămâna trecută, cercetătorii au raportat că pentru prima dată au urmărit un FRB one-and-done, care nu se repetă acasă – cel de-al doilea FRB căruia ia fost descoperită sursa de emisie.
Acum, o săptămână mai târziu, o a doua echipă a anunțat că a descoperit un non-repeating FRB diferit într-o galaxie masivă de aproape 8 miliarde de ani-lumină distanță. Este cel de-al treilea FRB care va fi urmărit spre originea sa, și cel de-al doilea FRB care nu se repetă, dar va putea fi urmărit. Va apare online astăzi în Nature., amănunte privind munca lor.
Noul FRB, care nu se repetă, se numește FRB 190523. Astronomii conduși de Vikram Ravi de la Centrul pentru Astronomie și Astrofizică Cahill din Pasadena, California, și Centrul de Astrofizică din Cambridge, Massachusetts, au văzut izbucnirea pe 23 mai 2019, folosind Deep Synoptic Array-10 (DSA-10) zece aparate de radio de 4.5 metri. Explozia nu s-a repetat, spun ei, în ciuda faptului ca au urmărit-o pentru un total de 78 de ore repartizate pe parcursul a 54 de zile după prima detectare.
În căutarea originii
Odată ce au identificat izbucnirea, echipa a vânat-o până în apropierea locației. Au găsit o galaxie: PSO J207.0643 + 72.4708 (PSO J207 + 72 pe scurt), pe care au observat-o cu ajutorul telescopului Keck de 10 metri în Hawaii. Pe baza observațiilor lor, PSO J207 + 72 nu este cu nimic asemănătoare cu galaxia pitică mică care găzduiește singurul FRB repetat pe care l-am identificat vreodată (FRB 121102). În schimb, galaxia de origine a FRB 190523 este mai asemănătoare cu Calea Lactee: conține aproximativ o mie de miliarde de mase solare și formează noi stele la o rată scăzută, mai puțin de două sute pe an. Între cele două galaxii sunt mari diferențe atât în ceea ce privește dimensiunile cât și rata de producere a noi stele. Aceste diferențe sunt importante, deoarece sugerează două lucruri. Unul: Galaxiile, cum ar fi Calea Lactee, pot găzdui orice ar crea astfel FRB-urile. O galaxie nu trebuie să formeze rapid stele pentru ao face. Și al doilea: Dacă galaxiile care găzduiesc FRB-uri sunt diferite, poate exista mai mult de un tip de obiect care cauzează FRB-uri, sau poate că teorii originale ale astronomilor despre originea lor sunt greșite.
Teoria dominantă actuală este că FRB-urile sunt izbucniri care apar pe magnetari, care sunt un tip de stea cu neutroni puternic magnetizate, care se rotesc rapid. (Stelele neutre sunt adesea ceea ce a mai rămas când o stea masivă ajunge la sfârșitul vieții sale și explodează.) Într-o galaxie care formează rapid multe stele, acele stele vor și muri în număr mai mare, stabilind un sistem în care ar putea exista mulți magnetari și care ar genera FRB-uri . Deci, FRB 121102 din galaxia gazdă se justifică. Dar galaxiile precum Calea Lactee originea FRB 190523 nu sunt așa – ele formează stele mult mai lent, deci magnetarii nu sunt la fel de obișnuiți.
„Teoria că FRB-urile provin de la magnetare a fost dezvoltată parțial deoarece FRB 121102 a apărut dintr-un mediu activ de formare a stelelor, unde magnetarii tineri se pot forma în supernovele unor stele masive. Dar galaxia gazdă a FRB 190523 prin comparație este mult prea subțire „, a declarat Ravi într-un comunicat de presă.
Dimensionare
Putem compara pe FRB 190523 cu celălalt non-repetor, FRB 180924? Casele lor arată mult mai asemănătoare. FRB 180924 a avut loc într-o galaxie denumită DES J214425.25-405400.81. Acea galaxie este la 4 miliarde de ani-lumină distanță aproximativ aceiași masă cu Calea Lactee și, de asemenea, formează stele aproape la aceeași rată. Deci, galaxiile care găzduiesc non-repetoarele sunt destul de asemănătoare, și mult mai mult cu Calea Lactee decât cea a lui FRB 121102. Acest lucru este, de asemenea, interesant, și dă dovadă că poate fi mai mult de un factor în joc atunci când vine vorba de a produce FRB-uri.
Urmărirea unui FRB înapoi în galaxia sa de origine este o provocare – necesită instrumente cu înaltă precizie pentru a arăta în mod hotărât ce galaxie ar putea provoca o explozie. Și pentru că sunt singulare, FRB-urile care nu se repetă sunt mai greu de urmărit decât cele care se repetă. Dar sunt cunoscute mai multe FRB-uri care nu se repetă – aproximativ 80 – decât repetarea FRB-urilor, dintre care există doar două. Deci, urmărirea non-repeaters poate fi mai dificilă, dar ar putea deveni mai ușoară cu instrumentele potrivite, deoarece tot mai multe au început să apară pe piață.
Când Deep Synoptic Array va fi complet, va folosi de 10 ori mai multe antene decât DSA-10, iar astronomii speră să descopere și să urmărească în cele din urmă sute de FRB pe an, spune Richard Barvainis, director de program al National Science Foundation program de finanțare a construcției Deep Synoptic Array.
Pe măsură ce mai multe și mai bune instrumente radio apar, astronomii speră că vor putea să observe și să urmărească mai multe FRB repetate sau nu către sursele lor și, sperăm, să dezvăluie misterul a ceea ce cauzează aceste străluciri cosmice.
***
Mihail stories 