オーストラリアの天文学者はこれまでに発見された神秘的な高速無線バーストの数を2倍にすることができました

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高速ラジオバースト(FRB)は、過去10年間の研究の主要な焦点となっています。電波天文学では、この現象は、通常は平均で数ミリ秒しか続かない、遠方の宇宙源からの一時的な電波パルスを指します。 2007年に最初のイベントが検出されて以来(「ロリマーバースト」)、34のFRBが観測されましたが、科学者はそれらの原因がまだ不明です。

爆発する星やブラックホールからパルサーやマグネターまで、さらには地球外知能(ETI)からのメッセージまで、さまざまな理論により、天文学者はこれらの奇妙な信号についてさらに学ぶことが決まっています。また、オーストラリアの平方キロメートルアレイパスファインダー(ASKAP)を使用したオーストラリアの研究者チームによる新しい研究のおかげで、FRBの既知の発生源の数はほぼ2倍になりました。

最近ジャーナルに掲載された彼らの研究を詳述する研究 自然, スウィンバーン工科大学とOzGrav ARCセンターオブエクセレンスの研究者であるライアンシャノン博士が主導し、国際電波天文研究センター(ICRAR)、オーストラリア望遠鏡国立施設(ATNF)、ARC全天天体物理学センター(CAASTRO)、および複数の大学。

彼らが彼らの研究で述べているように、FRBを全体として理解しようとする試みは、多くの要因によって妨げられてきました。一例として、以前の調査は、感度の点で、さまざまな無線周波数の範囲で、および人間の活動の結果であるさまざまなレベルの無線周波数干渉がある環境で変化する望遠鏡で行われました。

第2に、過去の検索は、光源の一時的な性質と検出機器の不十分な角度分解能によって複雑になり、FRBの光源とその明るさに関して不確実性が生じました。これに対処するために、チームは、2016年に発見され、37億光年離れた位置にある矮小銀河まで追跡された一連のバーストについて、適切に制御された広視野無線調査を実施しました。

チームは、オーストラリア西部にある世界最速の電波測量望遠鏡であるASKAPアレイを使用してこの調査を実施しました。連邦科学産業研究機構(CSIRO)によって設計および設計されたASKAPアレイは、直径6 km(3.7マイル)の地形に広がる36の「皿」アンテナで構成されています。

将来のスクエアキロメーターアレイ(SKA)望遠鏡の前身であるこのアレイを使用して、研究チームはこの遠方の宇宙論的光源からのバーストを調査しました。以前のどの調査よりも1年でより多くのFRBを見つけることに加えて、彼らはまた、信号が以前に考えられていたよりもはるかに遠く離れた信号源から来ていることも観察しました。シャノン博士がICRARプレスリリースで説明したように:

「1年に20個の高速無線バーストが見つかりました。2007年に発見されて以来、世界中で検出された数のほぼ2倍になっています。オーストラリアスクエアキロメーターアレイパスファインダー(ASKAP)の新技術を使用して、高速無線バーストが私たち自身の銀河系からではなく、宇宙の反対側から来ています。」

最初の検出から8〜46日後に追跡調査を行ったところ、どのバーストも繰り返されていなかったことがわかりました。彼らが検出した20のバーストには、これまでに観測された最も近いソースも含まれています。彼らの発見はまた、バースト分散と明るさ、ならびに強度と距離の間に関係があることを示しました。

これの理由は、地球に到達する前に、より遠いバーストが数十億光年の間移動するという事実に関係しています。彼らの旅の過程で、彼らはソースと地球の間にある物質(ガスの雲など)を通過し、それらに影響を与えます。 ICRARのカーティン大学のノードからのジャン・ピエール・マッカート博士と論文の共著者として、次のように説明した。

「これが発生するたびに、バーストを構成するさまざまな波長がさまざまな量だけ遅くなります。最終的に、バーストは地球に到達し、波長の広がりがわずかに異なる時間に望遠鏡に到達します。フィニッシュラインにいるスイマーのようです。異なる波長の到着のタイミングは、バーストがその旅でどれだけの物質を通過したかを示します。そして、高速の無線バーストが遠くから来ることを示したので、それらを使用して銀河間のスペースにあるすべての失われた物質を検出できます。これは本当にエキサイティングな発見です。

この最新の発見のおかげで、科学者たちは、これまでに検出されたFRBが銀河内ではなく、宇宙の反対側で発生したことを理解しました。しかし、何が原因であるのか、どの銀河が原因なのかを特定することはまだできていません。しかし、現在48の検出で構成される研究サンプルを使用することで、研究者は今後数年間でさらに多くを学ぶようになるでしょう。

シャノン博士と彼の研究チームにとって、次の課題は空のバーストの場所を正確に特定することです。 「バーストを1000分の1度以上にローカライズすることができます」と彼は言った。 「これは、10メートル離れたところにある人間の髪の毛の幅とほぼ同じであり、各バーストを特定の銀河に結び付けるのに十分です。」

その間、FRBの研究は、天文学にいくつかの大きな進歩をもたらすことも期待されています。すでに、CSIRO研究者のチームは、オーストラリアのパークス天文台を使用して2016年にFRBを検出しました。このFRBは、世界中の複数の観測所で観測されました。その結果、チームはソース(60億光年離れた楕円銀河)を特定し、信号の赤方偏移を特定することができました。

この前例のない偉業により、研究チームはこの銀河と地球の間に介在する物質の密度を測定できるようになり、宇宙における物質密度を測定するための現在のモデルが正しいことが確認されました。つまり、チームはFRBを測定棒として使用して、宇宙の「不足している問題」を見つけることができました。または、カーティン大学の上級講師であり、発見を担当した科学者の1人であるJean-Pierre Macquart博士は、次のように述べています。

「[FRB]は、実際には、陸上実験室ではアクセスできない極端な物質とエネルギーを探査する物理学実験室です。そして、まさにこの種の物理学が、次世代のテクノロジーの将来の進歩を後押しするでしょう。」

最近の研究では、FRBは非常に一般的な宇宙事象であり、私たちの宇宙で毎秒1回程度発生していることも判明しています。 Square Kilometer Array(SKA)、Large American American Millimeter Array(LLAMA)、Qitai 110m Radio Telescopeなどの強力な観測ツールが間もなくオンラインになり、科学者は近い将来さらに多くのFBRを観測できるようになります。

新たに検出されるたびに、これらの奇妙な閃光の原因と、それが宇宙の謎を解き明かすためにどのように使用できるかについて、私たちはさらに理解を深めています。それまでの間、CSIROの厚意により、シャノン博士とディスカバリーチームへのインタビューを必ずご覧ください。

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