Het lokaliseren van de huizen van de bursts suggereert een verband met gewone, jonge sterren
Een Hubble Space Telescope-afbeelding (links) van een sterrenstelsel waarvan bekend is dat het een ‘snelle radio-uitbarsting’ herbergt, helpt bij het identificeren waar in het sterrenstelsel de ontploffing is ontstaan ​​(ovaal). Na beeldverwerking (rechts) lijkt de oorsprong van de burst gecentreerd op een van de spiraalarmen van de melkweg.
Vijf korte, heldere explosies van radiogolven vanuit de verre ruimte hebben nu precieze adressen.
De snelle radio-uitbarstingen, of FRB’s, komen uit de spiraalarmen van hun gaststelsels, melden onderzoekers in een studie die verschijnt in de Astrofysisch tijdschrift. De nabijheid van de FRB’s tot locaties van stervorming versterkt het argument voor alledaagse jonge sterren als de oorsprong van deze ongrijpbare, energetische uitbarstingen.
“Dit is de eerste dergelijke populatiestudie in zijn soort en biedt een uniek stukje van de puzzel van FRB-oorsprong”, zegt Wen-fai Fong, een astronoom aan de Northwestern University in Evanston, Illinois.
FRB’s duren meestal een paar milliseconden en worden nooit meer gezien. Omdat de uitbarstingen zo kort zijn, is het moeilijk om hun precieze oorsprong aan de hemel vast te leggen. Hoewel astronomen ongeveer 1.000 FRB’s hebben gedetecteerd sinds de eerste werd gerapporteerd in 2007, zijn er slechts 15 getraceerd naar een specifiek sterrenstelsel.
De eerste uitbarsting die naar de bron kon worden getraceerd, kwam van een klein, bolvormig dwergstelsel met veel actieve stervorming (SN: 1/4/17). Die FRB zendt herhaalde ontploffingen uit vanuit een enkele bron, wat een ongebruikelijke eigenschap is, en hielp astronomen om zijn gastmelkwegstelsel te lokaliseren.
“Daarna dachten veel mensen, nou ja, misschien zijn alle FRB-hosts zo”, zegt astronoom Alexandra Mannings van de Universiteit van Californië, Santa Cruz. Maar toen werd een tweede zich herhalende burst getraceerd naar een spiraalstelsel zoals de Melkweg (SN: 1/6/20). En een eenmalige uitbarsting was gelokaliseerd in een enorm schijfvormig sterrenstelsel, ook zo groot als de Melkweg. Anderen volgden.
Mannings, Fong en collega’s dachten meer te weten te komen over de bronnen van de FRB’s door hun oorsprong nog nauwkeuriger te lokaliseren. Verschillende delen van spiraalstelsels hebben de neiging om verschillende soorten sterren te herbergen. De heldere spiraalarmen markeren meestal plaatsen waar nieuwe sterren worden geboren, terwijl de oudere en zwakkere sterren de tijd hebben gehad om van de armen weg te drijven naar de rest van de melkweg. Dus uitzoeken welke galactische buurten FRB’s hun thuis noemen, kan veel onthullen over wat voor soort objecten ze vandaan komen.
Met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop namen de onderzoekers afbeeldingen met een hoge resolutie van acht sterrenstelsels waarvan al bekend was dat ze FRB’s herbergen, en legden ze de posities van de FRB’s op de afbeeldingen. De vijf FRB’s die afkomstig waren van duidelijk gedefinieerde spiraalvormige sterrenstelsels, lagen allemaal op of dichtbij de spiraalarmen van de sterrenstelsels, die niet zichtbaar waren op afbeeldingen van telescopen op de grond. De andere drie gaststerrenstelsels hadden onduidelijke vormen, zegt Fong.
De FRB-locaties hebben behoorlijk wat stervorming, maar het zijn niet de helderste en meest actieve delen van hun sterrenstelsels, zegt Fong. Dat suggereert dat FRB’s afkomstig zijn van gewone jonge sterren – niet de jongste, meest massieve sterren die de helderste knopen in de spiraalarmen innemen, maar ook niet de oudste en zwakste sterren die van hun huizen zijn weggedreven.
Die bevinding komt overeen met het idee dat FRB’s afkomstig zijn van sterk gemagnetiseerde stellaire lichamen die magnetars worden genoemd, zegt Mannings (SN: 6/4/20). Er zijn een aantal manieren om magnetars te maken van gewone sterren. Er is de langzame manier, waarbij je miljarden jaren moet wachten voordat een paar neutronensterren botsen (SN: 12/1/20). Of er is de snelle manier, die volgt op de dood van een enkele massieve ster. Het lijkt erop dat FRB’s afkomstig kunnen zijn van een tussenproces, zoals de dood van een niet-zo-zware ster, zegt Mannings.
“Het feit dat FRB’s vrij dicht bij, zo niet op, de spiraalarm blijken te zijn, in de buurt van deze stervormingsgebieden, kan ons een beter idee geven van hoe de tijdlijn eruitziet voor de voorloper”, wat de FRB ook heeft gemaakt , zegt Mannings. “En als het een magnetar is, laat het ons weten dat het niet door het vertraagde kanaal gaat, zoals een fusie van neutronensterren.”
De bevinding lost het mysterie van waar FRB’s vandaan komen niet helemaal op, zegt astrofysicus Emily Petroff van de Universiteit van Amsterdam, die niet betrokken was bij het nieuwe werk. Maar het helpt wel om een ​​breder beeld te krijgen van hun gaststelsels.
“FRB’s blijven ons verrassen met hoe ze eruit zien, waar ze worden gevonden en hoe ze zich herhalen”, zegt Petroff. “Dit levert misschien meer bewijs dat FRB’s meer gerelateerd zijn aan een soort algemene neutronensterren.” De volgende stap is natuurlijk om meer FRB’s te vinden.
