Wat flitst daar?

Michel Uphoff

Eerste detectie, een 'fluke'

Toen Duncan Lorimer in 2007 bekend maakte dat hij in data uit 2001 van de Parkes radiotelescoop in Australië bij toeval een extreem korte en energetische flits van onbekende oorsprong ontdekt had, werd algemeen aangenomen dat de oorzaak in de apparatuur gezocht moest worden of wellicht in een stoorsignaal van aardse oorsprong. Het signaal was immers slechts een paar milliseconden lang, en daarna werd het niet meer teruggevonden.

Lorimer dacht daar anders over vooral omdat hij dispersie in het signaal waarnam, maar verzoeken van de ontdekker om intensiever naar deze 'Fast Radio Bursts' te zoeken werden in de jaren er na stelselmatig afgewezen.

: LB_dispersie.jpg (68.35 KiB) 1497 keer bekeken

De Lorimer Burst met haar dispersie
Bron: Astrobytes / MU

Meer fluke's?

Juni 2013 was het weer raak. In data van dezelfde Parkes telescoop ontdekte een team onder leiding van Dan Thornton nog 4 flitsen. De detailinformatie van de signalen deed ook hier vermoeden dat er iets bijzonders aan de hand moest zijn. Alle bliepjes zijn eenmalig en slechts een paar milliseconden lang. Interessant is dat ook deze signalen een heel specifieke dispersie vertoonden.

Dispersie
Licht heeft in het vacuüm een absolute snelheid, maar in materie niet. Bovendien reizen in materie niet alle frequenties even snel zoals in een vacuüm; energierijke hoogfrequente fotonen worden minder vertraagd. En alhoewel de intergalactische ruimte leeg lijkt, is er toch wat materie aanwezig waardoor langere golven iets later aankomen dan kortere-, en ontstaat dus een spreiding, het signaal wordt 'uitgesmeerd' over de tijd.

: parkes radio telescope.jpg (101.97 KiB) 1497 keer bekeken

De Parkes radiotelescoop in Australië

Onbekende bron

Het gebied waar de radioflitsen vandaan lijken te komen ligt ver buiten het vlak van de Melkweg met haar dikkere stofwolken. Aan de hand van detailanalyse van het signaal, werd ingeschat hoeveel intergalactische materie het signaal gepasseerd moest zijn om deze specifieke dispersie te vertonen als het van extragalactische oorsprong was. Het best passend bij de data was een signaal op 3 tot 10 miljard lichtjaar afstand. De extreem korte duur van de flitsen leidde tot het inzicht dat de bron erg klein moest zijn, hoogstens een paar honderd kilometer in doorsnede.

En dit was ronduit verbazend. Hoe kan een zo kleine bron op zo'n enorme afstand nog waargenomen worden? De vrijgekomen energie moet gigantisch zijn. Er was geen object bekend dat een dergelijk signaal kan uitzenden, en deze fast radio bursts blijken(binnen hun zeer korte levensduur) de meest energierijke radiobronnen die er bekend zijn.

Hypotheses

Deze 4 extra flitsen waren wel een reden om deze FRB's, naar de ontdekker ook wel Lorimer bursts genoemd, wat meer serieus te nemen en diverse bronnen voor het signaal werden geopperd. De onvermijdelijke 'buitenaardse beschaving' fantasie van niet door kennis gehinderde bronnen was er natuurlijk een van (klik). Maar ook serieuzer opties als fuserende neutronensterren, magnetars (klik) en verdampende black holes en Rrat's (klik) in onze melkweg passeerden de revue.

Vervolgwaarnemingen met andere apparatuur leverden niets op. In de richting van waar uit de signalen kwamen was met andere instrumenten niets bijzonders waarneembaar, en er waren geen andere bronnen in de nabijheid bekend die mogelijk een verklaring konden leveren.

Geen fluke

Het was natuurlijk wel problematisch dat alle vijf FRB's door een en hetzelfde instrument gedetecteerd werden, lokale verschijnselen van aardse oorsprong of probleempjes in de apparatuur bij Parkes waren niet zo waarschijnlijk, maar niet uit te sluiten.

Aan de twijfel is kortgeleden een einde gekomen met de aankondiging van een team wetenschappers dat in de data van de Arecibo radiotelescoop in Puerto Rico een nieuwe heftige flits van 3 miliseconde lang ontdekte: FRB 121102. (zie bijlage).

Een FRB gedetecteerd met een ander instrument, op een ander continent, komend vanuit een andere richting, en met een dispersie die een afstand van 3 miljard lichtjaar of meer doet vermoeden; het lijkt nu heel waarschijnlijk dat Lorimer inderdaad op een onbekend kosmisch fenomeen is gestuit.

Blitzar?

Inmiddels is mede door Heino Falcke van de Radboud Universiteit in Nijmegen een nieuwe hypothetische bron geopperd, de zogenoemde Blitzar (bijlage):

Een zeer zware ster stort aan het eind van zijn leven direct na de supernovafase ineen tot een neutronenster, of als de ster extreem zwaar is tot een black hole. Maar als een tot zwart gat gedoemde ster na de ineenstorting zeer snel roteert, ontstaat mogelijk eerst een pulsar die zo ongelofelijk snel roteert dat de centrifugaalkrachten voorkomen dat de neutronenster verder tot een black hole ineen stort. Die snelle rotatie is een heel normaal verschijnsel, en het gevolg van behoud van impulsmoment.
Zo'n rondtollende pulsar, meer in het bijzonder een speciaal type; de magnetar (klik), veroorzaakt een extreem krachtig snel draaiend magnetisch veld, waarin continue rotatie-energie verloren gaat. Het afnemen van de omwentelingssnelheid gaat naar kosmische maatstaven zeer snel. Als na enige honderden tot duizenden jaren het 'toerental' van zo'n pulsar voldoende is afgenomen en de centrifugaalkrachten verminderen, stort de neutronenkern alsnog in tot een zwart gat. Het magneetveld is plotseling losgebroken van haar bron en klapt in. De vrijkomende energie wordt in een extreem felle radioflits de ruimte in gezonden. Dit zou ook kunnen verklaren waarom er op de plaats van de FRB's aan de hemel niets waargenomen wordt; alle straling is immers verdwenen in het black hole.

Tegen deze hypothese spreekt echter de calculatie van het aantal FRB's dat ontdekt zou kunnen worden als het gehele firmament 24/7 met instrumenten als die van Parkes geobserveerd zou worden. Zeer grove schattingen (want gebaseerd op slechts 7 FRB's) geven aan dat het totaal aantal FRB's dan op zou moeten lopen tot 10.000 per dag, ruwweg 1 per 10 seconden. Het is nauwelijks voor te stellen dat het heelal zoveel Blitzars kan bevatten.

Verder onderzoek

Shrinivas Kulkarni een astronoom bij CalTech meldt aan Scientific American: 'The discovery of fast radio bursts at the Parkes Observatory could be a monumental discovery, comparable to that of cosmological gamma-ray bursts and even pulsars.'

Inmiddels zijn de meeste astronomen het er over eens dat FRB's serieus genomen moeten worden, en worden de eerste pogingen gedaan een gecoördineerd onderzoeksprogramma naar deze enigmatische signalen en de bijbehorende bron op te zetten.

FRB	OtherName	ObsWidth(ms)	Redshift,z	Distance(Gpc)	EnergyReleased(J)
010724	LorimerBurst	4.6	~0.1	~0.5	~10^33
010621	J1852-08	8.3	~0.1	~0.5	~10^31
110220	x	5.6	0.81	2.8	~10^33
110627	x	1.4	0.61	2.2	~10^31
110703	x	4.3	0.96	3.2	~10^32
120127	x	1.1	0.45	1.7	~10^31
121102	x	3.0+/-0.5	0.26	~1	~10^30

Overzicht van alle FRB's tot nu toe ontdekt

Wetenschappelijk paper over de ontdekking van FRB 121102:

Fast Radio Bursts.pdf: (1.54 MiB) 399 keer gedownload

Wetenschappelijk paper over de Blitzar van Falcke en Rezzolla:

Blitzar.pdf: (221.58 KiB) 380 keer gedownload

physicalattraction

Waarop berust het principe om een schatting voor de afstand te maken? Is dat door het tijdsverschil tussen twee golflengtes te meten en een bepaalde uniforme dichtheid aan te nemen in het heelal?

descheleschilder

Volgens mij wel: er is een frequentie-afhankelijk verschil in de voortplantingssnelheid van e.m. straling door een ruimte gevuld met materie (zonder die materie is die snelheid Natuurlijk voor alle frequenties gelijk). De intergalactische ruimte is gevuld met, zij het enorm weinig, materie en dus komen fotonen met verschillende frequenties op verschillende tijden aan, afhankelijk van de dichtheid van de materie in die intergalactische ruimte. Ik neem aan dat er voor de uniforme dichtheid die van de intergalactische ruimte genomen wordt. De dichtheid in een sterrenstelsel is dacht ik hoger, maar er wordt heel veel meer tijd besteed aan het reizen van het foton door de intergalactische ruimte. Misschien wordt de dichtheid van sterrenstelsels ook meegenomen en een gemiddelde genomen, hetgeen betekent dat afhankelijk van hoeveel sterrenstelsels het foton doorkruist er verschillende aankomsttijden tussen de fotonen van verschillende frequentie zit. Maar ik denk dat de tijd dat een foton door een sterrenstelsel reist in het niets valt bij de tijd dat het foton in de intergalactische ruimte spendeert.

physicalattraction

Het kan zijn dat een foton inderdaad weinig tijd spendeert in een sterrenstelsel, maar als de invloed op de dispersie hier het grootst is, hoeft nog niet te betekenen dat dit een verwaarloosbare bijdrage is.

descheleschilder

Daar heb je ook weer gelijk in, en om eerlijk te zijn weet ik niet hoe groot de bijdragen zijn van fotonen die door een sterrenstelsel reizen en die door de (bijna) lege ruimte.

Michel Uphoff

Is dat door het tijdsverschil tussen twee golflengtes te meten en een bepaalde uniforme dichtheid aan te nemen in het heelal?

Ruwweg klopt dit. Er is echter voor wat betreft de dichtheid een complicatie want deze is niet uniform door de tijd heen. Zo wordt de huidige intergalactische elektrondichtheid geschat op 0,25 elektron per m³. Maar vroeger was het heelal kleiner en dus was er per m³ meer baryonische materie aanwezig. Hoe verder weg een bron, hoe verder terug in de tijd, hoe meer dispersie van het signaal per lengte-eenheid.

bijdragen zijn van fotonen die door een sterrenstelsel reizen

Interstellair medium heeft een enorme dichtheidsvariatie, van ruwweg 10¹² moleculen per m³ voor de dichte koude gaswolken tot 100 ionen per m³ voor de ijle hete gassen. In het paper over FRB 121102 wordt er geschat dat de dispersie ongeveer 3 keer groter is dan ze op grond van interactie met de interstellaire materie in onze Melkweg maximaal zou mogen zijn.

Daarnaast is er geen teken gevonden van interstellaire verstrooiing; een effect dat optreedt als een signaal door lagen van diverse dichtheid reist. Het is wel te vergelijken met het twinkelen van een ster als haar licht door verschillende luchtlagen heen reist, waardoor de ster lijkt te bewegen en in helderheid te variëren. De afwezigheid van deze interstellar scattering is mede reden om aan te nemen dat de flitsen van extragalactische oorsprong zijn.

Het bewijst allemaal nog niet zo veel, en verder onderzoek is echt nodig. Maar mochten Lorimer Bursts echt van diep uit het heelal komen, dan kunnen ze mogelijk ook gebruikt worden om de dichtheid van het intergalactisch medium beter te bepalen. Als de bron van zo'n burst bekend is en de afstand ook (bijvoorbeeld door de roodverschuiving te meten van het sterrenstelsel waarin de bron zich bevindt), dan kan op basis van de dispersie meer informatie gekregen worden over het aantal gepasseerde elektronen, en daarmee over de dichtheid en de baryonische massa van het intergalactisch medium.

Michel Uphoff

Fast Radio Burst 'live' waargenomen.

De eerste live detectie van een FRB is een feit. Wederom was het de Parkes radiotelescoop die op 14 mei 2014 een zeer kortstondige flits op radio golflengten (1250MHz) waarnam, zie bijgevoegd paper.

: frb.jpg (201.44 KiB) 1485 keer bekeken

Het pulsprofiel en spectrum van FRB 140514
De puls is ongeveer 2.8 ms breed.
Bron: Petrof et al, Centre for Astrophysics and Supercomputing, Australië

De dispersie (zie startbericht en bijgevoegd paper), geeft aanleiding aan te nemen dat de bron van deze flits zich op ongeveer 5,5 miljard lichtjaar (Z=0,5) afstand tot de Aarde moet bevinden. Op basis van de intensiteit van de flits en de geschatte afstand kan een inschatting van de energie-uitstoot gemaakt worden. Die moet ongeveer gelijk zijn aan de hoeveelheid zonlicht van een dag (gedurende die extreem korte periode de hoeveelheid energie van 30 miljoen zonnen). Tevens werd een circulaire polarisatie van het signaal gevonden, een aanwijzing voor sterke magnetische velden bij de bron.

Binnen 10 seconden na de ontdekking werd een alert gestuurd naar de grote observatoria in Chili, de Canarische eilanden, Hawaii, Californië, India en Duitsland en werden binnen een etmaal 12 instrumenten, (waaronder de Swift ruimtetelescoop en een van de enorme Keck telescopen) op het gebiedje waar de flits van afkomstig was gericht.
Er werd door geen van de instrumenten iets aangetroffen op de locatie van de flits, geen object, geen nagloed in welke golflengte dan ook. Het ontbreken van nagloed sluit een paar geopperde kandidaten zoals supernova's en langere gammabursts vrijwel uit, terwijl de dispersie wijst op een extragalactische oorsprong, zodat zonnevlammen en andere meer lokale bronnen onwaarschijnlijk zijn.

Daarmee blijft de bron van de Fast Radio Bursts vooralsnog een raadsel, maar heeft de Blitzar hypothese (zie startbericht) er iets betere papieren door gekregen.

Wetenschappelijk paper ontdekking FRB 140514 Petrof et al:

A real-time fast radio burst.pdf: (730.92 KiB) 252 keer gedownload

Wetenschappelijk paper over dispersie van Brian Dennison:

Fast Radio Bursts and dispersion.pdf: (121.37 KiB) 263 keer gedownload

Wellicht draagt de ontdekking ook bij aan de oplossing voor een wat aardser probleem, het budget voor de Parkes telescoop dreigt zoveel gekort te worden, dat het instrument mogelijk binnen twee jaar uit de roulatie moet worden genomen (klik).

Michel Uphoff

The plot thickens..

Het raadsel van de ‘fast radio bursts’ heeft een wel zeer bijzondere wending genomen. De uitbarstingen blijken een wiskundig patroon te vertonen, en dat kan erop wijzen dat ze van kunstmatige oorsprong zijn. Maar voor u nu uit uw stoel schiet en "Wow!" roept, lees eerst even verder.

Inmiddels zijn er 11 Frb's gedetecteerd. De verhoudingen tussen aankomsttijden van diverse golflengtes, de dispersiemaat, is een indicator van de afstand van de frb's. Met die dispersiemaat is iets vreemd aan de hand, alle gemeten waarden zijn (met wat kleine afwijkingen) een veelvoud van 187,5:

: Signs of contact.jpg (239.37 KiB) 1482 keer bekeken

Bron: Michael Hippke, klik voor grote weergave.

Vijf (groepen van) fast radio bursts die onderling op vrijwel exact gelijke afstanden staan, netjes als lantarenpalen langs de snelweg met gelijke tussenafstand, dat is niet natuurlijk. De kans dat dit bij het huidige aantal Frb's op toeval berust wordt door de wetenschappers ingeschat op 1:2000. Dit patroon is heel lastig te verklaren, er is geen bekend natuurkundig proces dat zo iets op kan leveren.
Een extragalactische oorsprong lijkt nu weer onwaarschijnlijker, maar ook bronnen binnen onze Melkweg die signalen met een dergelijk dispersiepatroon uitzenden zouden de astronomen voor grote raadsels plaatsen. En als er nog meer Frb's gevonden geworden die aan deze lineaire reeks kunnen worden toegevoegd dan is de kans dat er van toeval sprake is eigenlijk uitgesloten.

Op slechts één na, zijn alle Frb's gedetecteerd door de eerder genoemde Parkes radiotelescoop. Zonder de waarneming van een Frb door de Arecibo telescoop, zou een probleem in, of een bron in de buurt van de Parkes telescoop het meest waarschijnlijk lijken. Deze zogenaamde perytons, aardse bronnen met een signaal dat een vergelijkbare dispersiemaat vertoont, of een signaal van een onbekende spionagesatelliet die zijn signalen op deze vreemde manier maskeert worden als deze hypothese standhoudt weer waarschijnlijker.

Wellicht draagt de ontdekking ook bij aan de oplossing voor een wat aardser probleem

Schreef ik eerder, en dat kan je ook omkeren. Wellicht draagt een wat aardsere ontdekking ook bij aan de oplossing van het probleem.

Wetenschappelijk paper:

DISCRETE STEPS IN DISPERSION MEASURES OF FAST RADIO BURSTS.pdf: (451.53 KiB) 332 keer gedownload

Michel Uphoff

Een team van astronomen onder leiding van Kiyoshi Masui heeft 650 uur aan opnames, in totaal 40 terabyte data, van de Green Bank radiotelescoop met gespecialiseerde software doorzocht op signalen die op een Fast Radio Burst kunnen lijken en een nieuwe FRB gevonden, die het nummer 110523 is toegekend.

Dit is de tweede FRB die niet door de Parkes telescoop is ontdekt, en de data is zo rijk dat er meer gedetailleerde metingen en berekeningen aan gedaan konden worden.

: Frb1.jpg (80.65 KiB) 1480 keer bekeken

Grafiek van de intensiteit en duur dan FRB 110523. Bron: Zie bijlage.

De dispersiemaat (verschil tussen de aankomsttijd van lange en korte golven, zie afbeelding en eerdere berichten) wijst op een afstand van 6 miljard lichtjaar. Het meest opvallend is echter, dat deze FRB duidelijk gepolariseerd is. Er is zelfs Faradayrotatie in aangetroffen. In dit bericht wat meer over dit fenomeen.

"Hidden within an incredibly massive dataset, we found a very peculiar signal, one that matched all the known characteristics of a Fast Radio Burst, but with a tantalizing extra polarization element that we simply have never seen before,"

: FRB_nrao.jpg (166.16 KiB) 1480 keer bekeken

Impressie van het roterende signaal van een FRB met verschillende aankomsttijden voor onderscheiden golflengten. Bron: Jingchuan Yu, Beijing Planetarium

De Faraday rotatie wijst er op dat de radiogolven door een zeer sterk magnetisch veld een kurkentrekkervorm hebben gekregen en dat geeft mogelijk een hint voor de nog steeds onbekende bronnen van deze vreemde signalen. Verder is uit de data gebleken dat de golven door twee gebieden van geïoniseerd gas zijn gereisd, en dat het eerste gebied dicht bij de bron moet hebben gelegen. Dat wijst of op een enorme wolk geïoniseerd gas rond de FRB bron, of het signaal moet door het hete gas van een galactisch centrum zijn gereisd.

Al met al is het nog steeds niet bekend wat de bron van een FRB is, maar de hypothese van Heino Falke lijkt door de ontdekking van sterke magnetische velden in de directe omgeving van de FRB een steviger basis te krijgen.

(uit het eerste bericht)

Blitzar?

Inmiddels is mede door Heino Falcke van de Radboud Universiteit in Nijmegen een nieuwe hypothetische bron geopperd, de zogenoemde Blitzar (bijlage):

Een zeer zware ster stort aan het eind van zijn leven direct na de supernovafase ineen tot een neutronenster, of als de ster extreem zwaar is tot een black hole. Maar als een tot zwart gat gedoemde ster na de ineenstorting zeer snel roteert, ontstaat mogelijk eerst een pulsar die zo ongelofelijk snel roteert dat de centrifugaalkrachten voorkomen dat de neutronenster verder tot een black hole ineen stort. Die snelle rotatie is een heel normaal verschijnsel, en het gevolg van behoud van impulsmoment.

Zo'n rondtollende pulsar, meer in het bijzonder een speciaal type; de magnetar (klik), veroorzaakt een extreem krachtig snel draaiend magnetisch veld, waarin continue rotatie-energie verloren gaat. Het afnemen van de omwentelingssnelheid gaat naar kosmische maatstaven zeer snel. Als na enige honderden tot duizenden jaren het 'toerental' van zo'n pulsar voldoende is afgenomen en de centrifugaalkrachten verminderen, stort de neutronenkern alsnog in tot een zwart gat. Het magneetveld is plotseling losgebroken van haar bron en klapt in. De vrijkomende energie wordt in een extreem felle radioflits de ruimte in gezonden. Dit zou ook kunnen verklaren waarom er op de plaats van de FRB's aan de hemel niets waargenomen wordt; alle straling is immers verdwenen in het black hole.

Ook in deze waarneming is de dispersiemaat gemeten. Die is 623, en dat is een tegenvaller voor Michael Hippke die zoals in het vorige bericht werd toegelicht een onnatuurlijke regelmaat herkende in de dispersiemaat. Hieronder heb ik de nieuwe FRB in zijn grafiek geplaatst, en zoals je ziet past deze totaal niet in zijn '187 patroon'. Zo langzaamaan weten we vrij zeker dat FRB's bestaan, van kosmische oorsprong moeten zijn, van heel ver weg moeten komen en dus extreem energierijk moeten zijn.

: post-28644-0-43387200-1427917678.jpg (239 KiB) 1480 keer bekeken

De nieuwe FRB (rood) in de grafiek van het voorgaande artikel geplaatst. Bron: Hippke/m.u.

Meer lezen bij het NRAO: KLIK

Wetenschappelijk paper:

Dense magnetized plasma associated with a fast radio burst.pdf: (4.93 MiB) 230 keer gedownload

Michel Uphoff

Op 18 april 2015 werd de tweede 'live' Fast Radio Burst waargenomen, wederom door de 64 meter Parkes radiotelescoop. De meeste FRB's werden maanden of jaren na het verschijnen opgemerkt door de data van radiotelescopen nauwkeurig te onderzoeken, en slecht een keer eerder werd een dergelijke zeer energierijke flits 'live' waargenomen. Toen andere instrumenten de locatie vanwaaruit de burst werd waargenomen nader onderzochten werd daar niets aangetroffen.

Deze keer ging het anders. Men was voorbereid, en onmiddellijk na de detectie van de radioflits FRB 150418 werd een internationale waarnemingscampagne gestart om de oorsprong van de flits te vinden. Binnen twee uur werd de Australia Telescope Compact Array (ATCA) op het gebied gericht waar de Parkes telescoop de flits had waargenomen, en later werd onder andere de Hawaiiaanse 8,2 meter Subaru telescoop op hetzelfde gebied gericht.

De ACTA trof in de radiogolven een nagloed aan die in de loop van de zes volgende dagen langzaam wegstierf en de Subaru telescoop kon op basis van die veel nauwkeurige positiebepaling de bron achterhalen; een oud elliptisch sterrenstelsel, dat gezien de roodverschuiving (z 0.5) op een afstand van 8 miljard lichtjaar moest staan.

: Image2.jpg (103.15 KiB) 1480 keer bekeken

Opnamen van het gebied van FRB 150418. Rechts is het oude elliptische stelsel zichtbaar van waaruit de flits gekomen moet zijn. Bron: Zie bijlage.

Hiermee is zo goed als zeker dat de enigmatische FRB's een extragalactische oorsprong hebben en ongemeen energierijk moeten zijn. Geschat wordt dat deze flits, die nog geen milliseconde duurde heel kort evenveel energie uitzond als 300 miljoen zonnen. Tevens lijkt het er sterk op dat de hypothese van Michael Hippke, zie bericht 8 nu definitief de prullenbak in kan. De dispersiemaat bij deze FRB (776) past ook niet in zijn rijtje van 'kunstmatige verschijnselen'.

Elliptische sterrenstelsels zijn oud, en nieuwe sterren worden daarin nauwelijks geboren (in dit stelsel wordt er minder dan 1 ster per vijf jaar geboren). Hypotheses die de FRB's verklaren uit energierijke processen binnen zeer jonge sterren zijn hiermee onwaarschijnlijker geworden. Wat de oorsprong van deze flitsen is, is nog steeds onderwerp van discussie en speculatie, maar de meest genoemde verklaring is een mogelijke fusie van neutronensterren of de in het eerste artikel genoemde 'blitzar', een 'uitgesteld' zwart gat.

Uit bericht #6 (zie boven):

Het bewijst allemaal nog niet zo veel, en verder onderzoek is echt nodig. Maar mochten Lorimer Bursts echt van diep uit het heelal komen, dan kunnen ze mogelijk ook gebruikt worden om de dichtheid van het intergalactisch medium beter te bepalen. Als de bron van zo'n burst bekend is en de afstand ook (bijvoorbeeld door de roodverschuiving te meten van het sterrenstelsel waarin de bron zich bevindt), dan kan op basis van de dispersie meer informatie gekregen worden over het aantal gepasseerde elektronen, en daarmee over de dichtheid en de baryonische massa van het intergalactisch medium.

En dat is precies wat er, nu de afstand van de FRB bekend is, te achterhalen valt:

Op grond van de dispersie van het signaal (de verschillen in aankomsttijd tussen kortere en langere golven, zie ook het eerste bericht) is de dichtheid van het intergalactisch medium berekend, en werd een lang bestaand probleem opgelost.

: FRB 150418 radio signal.jpg (252.36 KiB) 1480 keer bekeken

Inzet: De FRB, die korter dan 1 milliseconde duurde. Afbeelding: de dispersie (vertraging van aankomsttijd) op verschillende golflengten (de piekjes zijn verbonden met de blauwe lijn). Een verschil in aankomsttijd van minder dan 1 seconde over 8 miljard jaar verraadt de hoeveelheid materie die zich tussen ons en het verre sterrenstelsel moet bevinden. Bron: Zie bijlage.

Al lange tijd worstelen astronomen met de hoeveelheid waarneembare materie in het heelal. Volgens het goed onderbouwde Lambda Cold Dark Matter model moet ongeveer 5% van de inhoud van het heelal bestaan uit 'gewone' baryonische materie. Maar als we de massa van alle zichtbare materie inschatten en en optellen, komen we net op 2,5%. De ontbrekende 2,5% massa werd geacht zich te bevinden in de extreem ijle gassen van het intergalactisch medium. Nu de dispersie én de afstand bekend zijn, is berekend dat dat inderdaad het geval is.

Meer lezen bij het Max Planck Institute: klik.
Wetenschappelijk paper:

The host galaxy of a fast radio burst.pdf: (3.73 MiB) 329 keer gedownload

Michel Uphoff

Een week nadat bovenstaand bericht wat meer duidelijkheid leek te scheppen mbt de locatie en bron van de Fast Radio Bursts, in het kort:

ze komen van buiten de Melkweg
het zijn eenmalige gebeurtenissen (bijvoorbeeld een stervende of instortende ster, of een fusie van sterren)
de kans dat ze van oude sterren komen is het grootst

Wordt er een nieuwe ontdekking gepubliceerd, die de boel weer op zijn kop zet:

Een team van astronomen richtte de Arecibo radiotelescoop in 2015 op het gebied waarin een eerdere FRB was waargenomen. De observaties lieten zonneklaar zien dat de onbekende bron van FRB 121102 in drie uur tijd maar liefst 10 keer een FRB heeft uitgezonden, waarna het stil bleef.

Hiermee ligt in ieder geval punt 2 zwaar onder vuur. Sterren sterven of fuseren niet 11 keer.
Punt 1 is echter ook nu bevestigd, de bron is ook hier hoogstwaarschijnlijk extragalactisch.

Bij repeterende FRB's komen hypotheses mbt. extreme neutronensterren die dit soort flitsen uit zouden kunnen zenden met wat betere papieren uit de bus. Maar mogelijk zijn er meerdere oorzaken van FRB's zo wordt nu ernstig overwogen.

Inmiddels zijn er meer hypotheses dan waarnemingen en dus zal het nog wel even duren voordat er echt duidelijkheid komt.

Meer lezen: mcgill
Wetenschappelijk publicatie:

A repeating fast radio burst.pdf: (558.29 KiB) 389 keer gedownload

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Wat flitst daar?

Wat flitst daar?

Re: Wat flitst daar?

Re: Wat flitst daar?

Re: Wat flitst daar?

Re: Wat flitst daar?

Re: Wat flitst daar?

Re: Wat flitst daar?

Re: Wat flitst daar?

Re: Wat flitst daar?

Re: Wat flitst daar?

Re: Wat flitst daar?