První detekce tajemného radiového signálu FRB v Mléčné dráze napovídá o jeho původu

03. 05. 2020

FRB záblesky Neutronové hvězdy

Magnetar SGR 1935+2154 ve vzdálenosti 30 tisíc světelných let se stal prvním objektem v Mléčné dráze, od kterého byl zachycen rychlý rádiový signál (Fast Radio Burst, FRB). Doposud bylo detekováno několik desítek FRB signálů, a všechny pocházely z jiných galaxií. Vědci zatím neví, co tyto krátké a intenzivní signály způsobuje, objev blízkého zdroje FRB signálu jim tedy může hodně napovědět.

Neutronová hvězda, magnetické pole

Simulace možného rozložení magnetického pole neutronové hvězdy J0030+0451.

Image credit: NASAs Goddard Space Flight Center

Rychlé rádiové záblesky (Fast Radio Bursts, FRBs) jsou signály z hlubokého vesmíru se zatím neznámým původem. Trvají pouhé milisekundy, mají komplexní strukturu a i když vědci doposud neví, jak vznikají, je zjevné, že pocházejí z velmi energetických událostí, nebo objektů. Do začátku roku 2020 bylo lokalizováno pouze 10 těchto signálů a všechny se nacházely mimo naši galaxii. Od té doby bylo nicméně objeveno několik signálů přicházejících také z Mléčné dráhy.

První FRB byl objeven teprve v roce 2007 (v archivních datech z roku 2001) a od té doby jich (do začátku roku 2020) bylo zaznamenáno už kolem 150. Odhaduje se ale, že napříč celou oblohou by mohlo docházet až k desetitisícům podobných událostí denně. Některé signály se objevily pouze jednou, jiné se v čase opakují.

Mezi nejpravděpodobnější vysvětlení původu těchto signálů vědci původně řadili neutronové hvězdy se silným magnetickým polem - magnetary. Pravidelně se opakující signál FRB 180916 však naznačuje, že by mohlo jít o binární těleso. Zkoumají však i další možnosti, například kolize černých děr nebo neutronových hvězd, kolaps neutronových hvězd, kosmická vlákna, nebo by mohlo jít o první detekovaný projev kvantové gravitace. 

Nový signál byl zachycen 20. dubna, byl sice krátký, ale dost silný na to, aby by byl detekovatelný i z jiné galaxie. Zároveň vědci ze stejného místa pozorovali také rentgenový záblesk, což zatím u FRB signálů nikdy pozorováno nebylo. 

Magnetary jsou neutronové hvězdy s velmi silným magnetickým polem. Už od začátku jsou jedněmi z hlavních kandidátů na zdroje FRB signálů, protože většina z nich vykazuje známky interakce s magnetickým polem. Rentgenové záblesky (společně se záblesky gama záření) jsou u magnetarů běžné, rozhodně více než rádiové signály.

Rentgenový záblesk detekovaný u SGR 1935+2154 nebyl nijak silný ani výjimečný, ale ukazuje, že FRB signály jsou zřejmě komplexnější, než vědci odhadovali z pozorování vzdálených signálů. Při zaznamenané intenzitě by zřejmě nebylo možné tento rentgenový signál pozorovat z jiné galaxie.

FRB signál od magnetaru SGR 1935+2154 byl zachycen hned několika observatořemi, mezi nimi  pozemními teleskopy Swift Burst Alert Telescope a CHIME, italskou astrofyzikální družicí AGILE a teleskop NICER na ISS.

Astronomové nadále zkoumají místo původu signálu a analyzují naměřená data. Zatím nemáme výsledky o spektru signálu, které napovídá o tom, z jakého prostředí pochází. S novými informacemi bude možné porovnat nový FRB signál s těmi ostatními a určit jak moc se liší. Navíc bude díky blízkosti zdroje zřejmě možné pozorovat také slabší projevy, které u vzdálených zdrojů vidět nejsou. 

Nový signál v podstatě potvrzuje, že FRB signály mohou přicházet od magnetarů. Některé dříve detekované FRB signály jsou však od sebe dost odlišné, zůstává tak otázkou, zda je dokáží generovat také jiné objekty ve vesmíru a jaký konkrétní proces k jejich vzniku vede.