In september 2017 is het Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) in British Columbia van start gegaan, op zoek naar tekenen van Fast Radio Bursts (FRB's) in ons universum. Deze zeldzame, korte en energetische flitsen van buiten ons sterrenstelsel zijn een mysterie sinds de eerste iets meer dan een decennium geleden werd waargenomen. Van bijzonder belang zijn degenen waarvan is gebleken dat ze zich herhalen, die nog zeldzamer zijn.
Voordat CHIME licht uit de kosmos begon te verzamelen, kenden astronomen slechts dertig FRB's. Maar dankzij de verfijnde reeks antennes en parabolische spiegels van CHIME (die bijzonder gevoelig zijn voor FRB's) is dat aantal gegroeid tot bijna 700 (waaronder 20 repeaters). Volgens een nieuwe studie onder leiding van CHIME-onderzoekers zorgt dit robuuste aantal detecties voor nieuwe inzichten in de oorzaak ervan.
FRB's werden voor het eerst ontdekt in 2007 en vormen een van de grootste mysteries waarmee astronomen vandaag worden geconfronteerd. Hoewel dit fenomeen ongelooflijk krachtig is, zelfs de helderste galactische pulsars tijdelijk overtreft met een factor van ongeveer een miljoen, zijn ze ook ongelooflijk kortstondig (duurt ongeveer een milliseconde). Hoewel velen zijn gelokaliseerd in verre sterrenstelsels, weten astronomen nog steeds niet precies wat hen verklaart.
Dat wil niet zeggen dat er niet heel veel theorieën zijn, die variëren van het resultaat van roterende neutronensterren of het instorten van vreemde stervorstjes tot bewijzen van buitenaardse activiteit. Deze laatste theorie wordt gedeeltelijk vermaakt vanwege de weinige gevallen waarin FRB's werden herhaald. Geen enkel bekend natuurverschijnsel kan dit verklaren, vandaar de speculatie dat het een vorm van communicatie zou kunnen zijn.
Dit is de vraag die een internationaal team onder leiding van Emmanuel Fonseca - een postdoctoraal onderzoeker bij de afdeling Fysica van de McGill University en onderdeel van het McGill Space Institute - wilde aanpakken. Omwille van hun studie vertrouwde het team op gegevens van 9 nieuwe herhalende FRB-bronnen die onlangs door CHIME werden gedetecteerd om te zien wat ze konden afleiden.
Twee populaties
Wat ze ontdekten bij het onderzoeken van deze repeaters bevestigde iets dat astronomen al geruime tijd theoretiseren. In wezen zijn er twee populaties FRB's - herhalend en niet-herhalend - die waarschijnlijk worden veroorzaakt door verschillende fenomenen en / of in verschillende omgevingen. Dit kan worden waargenomen door het niveau van verspreiding, de pulsbreedten en de gemagnetiseerde omgeving rond de bron van de FRB te meten.
In het geval van dispersie, die wordt veroorzaakt door de materie die de FRB-signalen moeten doorgeven om ons te bereiken, ontdekte het team dat de distributie hetzelfde was voor zowel repeaters als niet-repeaters. Dit suggereert dat de twee populaties vergelijkbare verdelingen hebben en afkomstig zijn uit vergelijkbare lokale omgevingen.
Bij het meten van de pulsbreedten ontdekte het team echter dat de breedten groter zijn voor repeaters dan voor niet-repeaters. Hieruit hebben ze afgeleid dat de bursts van herhalende bronnen iets langer duren, wat ook zou kunnen betekenen dat de twee populaties twee verschillende emissiemechanismen hebben. Ten slotte maten ze hoe licht interageert met de magnetische omgeving (ook bekend als Faraday-rotatie) rond de burst-bronnen.
In het geval van twee van de nieuwe repeaters vonden ze dat hun rotatiemaatregelen eigenlijk lager waren dan de vrij hoge maat die werd verkregen van de eerste bekende repeater (FRB 121101). Dit zou kunnen suggereren dat zowel repeaters als niet-repeaters afkomstig zijn uit niet zo sterk gemagnetiseerde omgevingen. Dit zou verder impliceren dat FBR 121101 een anomalie was, maar dat valt nog te bezien.
Op dit moment zijn astronomen nog ver verwijderd van het bepalen van de oorzaken van FRB's en of ze al dan niet in verschillende populaties vallen. Maar dankzij de snelle evolutie die op dit gebied plaatsvindt, worden er steeds meer gedetecteerd, waardoor de kans op een grote doorbraak groter wordt!
