הסבר: מהו פרץ רדיו, שזוהה על ידי נאס'א בפעם הראשונה בשביל החלב?

פרצי רדיו מהירים הם התפרצויות בהירות של גלי רדיו שמשך הזמן שלהם נמצא בסולם אלפיות השנייה, שבגללם קשה לזהות אותם ולקבוע את מיקומם בשמיים.

התפרצות עוצמתית של קרני רנטגן מתפרצת ממגנטר - גרסה סופר-מגנטית של שריד כוכבי המכונה כוכב נויטרונים - באיור זה. (צילום באדיבות: מרכז טיסות החלל גודארד של נאס'א/כריס סמית' (USRA)

נאס'א דיווחה כי ב-28 באפריל היא צפתה בתערובת של אותות רנטגן ורדיו שלא נצפו קודם לכן בשביל החלב. באופן משמעותי, ההתלקחות שצפה כללה את פרץ הרדיו המהיר הראשון (FRB) שנראה בתוך הגלקסיה.

שלושה מאמרים המדווחים על זיהוי התופעה המכונה FRB פורסמו בכתב העת Nature ב-4 בנובמבר. אז מה הם FRBs ולמה התצפית הזו משמעותית?

מי גילה את ההתפרצויות הבו-זמניות בשביל החלב?

חלק קרני הרנטגן של ההתפרצויות הבו-זמניות זוהה על ידי מספר לוויינים, כולל משימת הרוח של נאס'א, ורכיב הרדיו התגלה על ידי ניסוי מיפוי עוצמת המימן הקנדי (CHIME), טלסקופ רדיו הממוקם במצפה הכוכבים האסטרופיזי של רדיו Dominion בקולומביה הבריטית. אותה מובילים אוניברסיטת מקגיל במונטריאול, אוניברסיטת קולומביה הבריטית ואוניברסיטת טורונטו.

שֶׁלָנוּ @NASAUuniverse מצפה כוכבים עזרו לזהות את פרץ הרדיו המהיר הראשון שנראה אי פעם מתוך גלקסיית שביל החלב שלנו. כיצד האירוע הייחודי הזה עזר לאסטרונומים להבין טוב יותר את מקור הפיצוצים הללו, שנראו בעבר רק בגלקסיות אחרות: https://t.co/sHLlsQXwRC pic.twitter.com/QTec4tAlHh

- נאס'א (@NASA) 4 בנובמבר 2020

יתרה מכך, פרויקט במימון נאס'א בשם Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2 (STARE2) זיהה גם את פרץ הרדיו שראה CHIME. STARE2 מופעל על ידי Caltech ומעבדת הנעה סילון של נאס'א בדרום קליפורניה והצוות מאחוריו קבע שהאנרגיה של ההתפרצות דומה ל-FRBs.

אז מה זה FRB?

ה-FRB הראשון התגלה בשנת 2007, מאז פעלו מדענים למציאת מקור מוצאם. בעיקרו של דבר, FRBs הם התפרצויות בהירים של גלי רדיו (גלי רדיו יכולים להיות מופקים על ידי עצמים אסטרונומיים בעלי שדות מגנטיים משתנים) אשר משך הזמן שלהם נמצא בסולם אלפיות השנייה, שבגללם קשה לזהות אותם ולקבוע את מיקומם בשמים.

מהו מקור ה-FRB שזוהה באפריל?

מקור ה-FRB שזוהה באפריל בשביל החלב הוא כוכב נויטרונים מגנטי חזק מאוד, המכונה מגנטר, הנקרא SGR 1935+2154 או SGR 1935, שנמצא בקבוצת הכוכבים Vulpecula ומוערך בין 14,000- במרחק של 41,000 שנות אור.

ה-FRB היה חלק מאחת מההתלקחויות הפורה ביותר של המגנטר, כאשר התפרצויות רנטגן נמשכו פחות משנייה. פרץ הרדיו, לעומת זאת, נמשך אלפית השנייה והיה בהירים באלפי מונים מכל פליטת רדיו אחרת ממגנטרים שנראו בעבר בשביל החלב. יתכן שהפרץ הקשור ל-FRB היה חריג מכיוון שהוא כנראה התרחש בקוטב המגנטי של המגנטי או קרוב אליו.

התלקחות זו, שנמשכה שעות, נאספה על ידי טלסקופ החלל פרמי גמא של נאס'א וכוכב הניוטרונים של נאס'א (NICER), שהוא טלסקופ רנטגן המותקן בתחנת החלל הבינלאומית. Express Explained נמצא כעת בטלגרם

מהו מגנטר?

לפי נאס'א, מגנטר הוא כוכב נויטרונים, השרידים המעוכים, בגודל עיר, של כוכב מסיבי פי כמה מהשמש שלנו. השדה המגנטי של כוכב כזה הוא חזק מאוד, שיכול להיות חזק פי 10 טריליון ממגנט של מקרר ועד פי אלף מזה של כוכב נויטרונים טיפוסי.

כוכבי ניוטרונים נוצרים כאשר הליבה של כוכב מסיבי עוברת קריסה כבידתית כאשר היא מגיעה לסוף חייו. התוצאה היא שהחומר ארוז בצורה כה הדוקה שאפילו כמות של חומר בגודל קוביית סוכר שנלקחה מכוכב כזה שוקלת יותר ממיליארד טון, שזה בערך כמו משקלו של הר האוורסט, לפי נאס'א.

מגנטרים הם תת-סיווג של נויטרונים אלה ומשחררים מדי פעם התלקחויות עם יותר אנרגיה בשבריר שנייה ממה שהשמש מסוגלת לפלוט בעשרות אלפי שנים. במקרה של SGR 1935, למשל, חלק בקרני הרנטגן של ההתפרצויות הבו-זמניות שהוא שיחרר באפריל נשא אנרגיה רבה כמו שהשמש מפיקה בחודש, בהנחה שהמגנטר נמצא לקראת הקצה הקרוב יותר של טווח המרחק שלו.

מדוע התבוננות זו משמעותית?

עד עכשיו היו תיאוריות שונות שניסו להסביר מה יכולים להיות המקורות האפשריים של FRB. אחד המקורות שהציעו התיאוריות היה מגנטרים. אבל לפני אפריל השנה, למדענים לא היו שום ראיות להראות שניתן לפוצץ FRBs מתוך מגנט. לכן, התצפית משמעותית במיוחד.

כריס בוצ'נק, דוקטורנט לאסטרופיזיקה ב-Caltech, צוטט כאומר בהודעה לעיתונות של נאס'א, אמנם ייתכן שעדיין יהיו טוויסטים מרגשים בסיפור של FRBs בעתיד, אבל מבחינתי, כרגע, אני חושב שזה הוגן לומר ש רוב ה-FRBs מגיעים ממגנטרים עד שיוכח אחרת.

יחד, התצפיות מצביעות בתוקף על כך ש-SGR 1935 יצר את המקבילה של שביל החלב ל-FRB, מה שאומר שמגנטרים בגלקסיות אחרות עשויות לייצר לפחות חלק מהאותות הללו, אמרה נאס'א.

למרות זאת, כדי להוכיח את הקשר של FRB עם מגנטרים, החוקרים ימשיכו לחפש FRB מחוץ לשביל החלב החופף להתפרצות קרני רנטגן מאותו מקור.

אל תפספסו מ-Explained | מדד מסת הגוף של בני 19 הודים בין הנמוכים ב-200 מדינות

שתף עם החברים שלך: