LOFAR detecteert snelle radioflitsen met de allerlaagste frequentie

De CHIME-radiotelescoop
De CHIME-radiotelescoop. Credit: CHIME

Astronomen van het van Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) hebben met behulp van de LOFAR-radiotelescoop ontdekt dat snelle radioflitsen ook radiogolven bevatten op hele lage frequenties die nooit eerder werden gedetecteerd.

Snelle radioflitsen (Fast Radio Bursts genoemd in vakjargon) zijn vreemde uitbarstingen van energie in de ruimte. Ze duren enkele milleseconden en ze vertonen een kenmerkend patroon dat overeenkomt met radiopulsars.

Deze gebeurtenissen zenden in één milleseconde evenveel energie uit als de Zon in 10.000 jaar maar het fysische fenomeen dat ze veroorzaakt is nog onbekend. Tot op heden zijn er meer dan honderd FRB’s gedetecteerd maar toe nu toe zijn er slechts enkelen gevonden die zich herhalen.

Een onderzoeksteam onder leiding van Ziggy Pleunis van de McGill universiteit (Montreal, Canada) concentreerde zich op FRB 180916.J0158 + 65 (kortweg FRB 180916), een goed bestudeerde herhalende FRB. De bron werd in 2018 gevonden met behulp van de CHIME-radiotelescoop en bevindt zich op een afstand van ongeveer 500 miljoen lichtjaar. De bron heeft veel aanwijzingen over zijn aard onthuld waaronder een periodiciteit van 16,3 dagen in zijn activiteit.

Met behulp van LOFAR detecteerden Dr. Pleunis en zijn collega’s op 110 tot 188 MHz 18 flitsen van FRB 180916. Dit is verreweg de laagste frequentie van alle FRB’s toe nu toe. Sommige flitsen werden tot op de laagste waargenomen frequentie van 110 MHz waargenomen. Dit suggereert dat hun spectra zich nog lager uitstrekken.

Volgen Pleunis hebben ze FRB’s tot op 110 MHz gedetecteerd waar voorheen alleen bekend was dat deze flitsen tot 300 MHz bestonden. Dit betekent dat het gebied rond de bron van de flitsen transparant moet zijn voor laagfrequente emissie terwijl sommige theorieën suggereren dat alle laagfrequente emissie meteen zou worden geabsorbeerd en nooit zou kunnen worden gedetecteerd.

De astronomen onthulden ook een consistente vertraging van ongeveer drie dagen tussen de hogere frequenties van FRB 180916 die door CHIME werden opgepikt en de lagere die LOFAR bereikten.

Deze systematische vertraging sluit verklaringen voor de periodieke activiteit uit die geen rekening houden met de frequentieafhankelijkheid en het brengt astronomen een stap dichter bij het begrijpen van de oorsprong van deze mysterieuze flitsen.

Op verschillende tijdstippen zien astronomen radioflitsen met verschillende radiofrequenties, aldus coauteur Dr. Jason Hessels die als astronoom werkzaam is bij ASTRON en de universiteit van Amsterdam. Mogelijk maakt de FRB deel uit van een dubbelster. Als dat zo is dan zouden we op verschillende tijdstippen een ander beeld hebben van waar deze enorm krachtige flitsen worden gegenereerd.

De resultaten van het onderzoek zijn in de Astrophysical Journal Letters gepubliceerd.

Artikel: Z. Pleunis et al. 2021. LOFAR Detection of 110-188 MHz Emission and Frequency-dependent Activity from FRB 20180916B. ApJL 911, L3;

 

Eerste publicatie: 18 april 2021
Bron: Sci-News en anderen