Mysterieus radiosignaal uit de ruimte herhaalt zich elke 16 dagen
(CNN) Mysterieuze radiosignalen uit de ruimte staan erom bekend dat ze zich herhalen, maar voor het eerst hebben onderzoekers een patroon opgemerkt in een reeks uitbarstingen die afkomstig zijn van één enkele bron op een half miljard lichtjaar van de aarde.
Snelle radio-uitbarstingen, of FRB’s, zijn milliseconden-lange uitbarstingen van radiogolven in de ruimte. Individuele radio-uitbarstingen zenden één keer uit en herhalen zich niet. Maar het is bekend dat zich herhalende snelle radio-uitbarstingen meerdere keren korte, energieke radiogolven uitzenden. En als ze zich herhalen, gebeurt dat meestal sporadisch of in een cluster, zo blijkt uit eerdere waarnemingen.
Tussen 16 september 2018 en 30 oktober 2019 hebben onderzoekers van de Canadese Hydrogen Intensity Mapping Experiment/Fast Radio Burst Project-samenwerking een patroon ontdekt in uitbarstingen die elke 16,35 dagen plaatsvinden. In de loop van vier dagen zou het signaal elk uur een of twee uitbarstingen vrijgeven. Daarna werd het weer 12 dagen stil.
De bevindingen zijn opgenomen in de pre-print van een paper op arXiv, wat betekent dat het paper is gemodereerd maar niet volledig peer reviewed. De auteurs van het artikel maken deel uit van de CHIME/FRB-samenwerking, die de afgelopen jaren een groot aantal studies naar snelle radio-uitbarstingen heeft gepubliceerd.
Het signaal is een bekende zich herhalende snelle radio-uitbarsting, FRB 180916.J0158+65. Vorig jaar ontdekte de CHIME/FRB samenwerking de bronnen van acht nieuwe snelle radio-uitbarstingen, waaronder dit signaal. Het herhalende signaal werd getraceerd naar een massief spiraalvormig sterrenstelsel op een afstand van ongeveer 500 miljoen lichtjaar.
Onderzoekers hopen dat ze door de oorsprong van deze mysterieuze uitbarstingen te achterhalen, kunnen vaststellen wat de oorzaak ervan is. Tot nu toe hebben zij enkelvoudige en zich herhalende snelle radio-uitbarstingen teruggevoerd tot zeer verschillende bronnen, wat het mysterie nog groter maakt.
De eerste herhaalde snelle radio-uitbarsting die werd getraceerd, FRB 121102, werd in verband gebracht met een klein dwergstelsel met sterren en metalen. FRB 180916 is getraceerd naar een van de spiraalarmen van een Melkweg-achtig sterrenstelsel. Het was ook binnen een stervormend gebied van de arm, zeiden de onderzoekers.
Nu, het bewijs van een patroon in het signaal voegt de vraag toe wat deze uitbarstingen kan veroorzaken op de manier waarop ze dat doen.
“De ontdekking van een 16,35-daagse periodiciteit in een zich herhalende FRB-bron is een belangrijke aanwijzing voor de aard van dit object,” schreven de onderzoekers in hun studie.
In het artikel overwegen de onderzoekers de mogelijke oorzaken, zoals de baanbeweging van een ster of een object dat fungeert als begeleider in de buitenwijken van het melkwegstelsel. De auteurs van een ander artikel, die overlegden met de onderzoekers die het patroon ontdekten, suggereren dat de oorzaak afkomstig zou kunnen zijn van een binair systeem van een neutronenster en een vroege OB-type ster.
Neutronensterren zijn de kleinste in het heelal, de overblijfselen van supernovae. Hun diameters zijn vergelijkbaar met de grootte van een stad als Chicago of Atlanta, maar ze zijn ongelooflijk dicht, met massa’s groter dan die van onze zon. OB-type sterren zijn hete, massieve sterren met een korte levensduur. De wisselwerking tussen deze twee, en de wind die van de OB-ster afkomt, zou een rol kunnen spelen bij de oorzaak van het zich herhalende patroon van de FRB’s.
Astronomen kunnen ook meer te weten komen over het heelal zelf als ze snelle radio-uitbarstingen beter begrijpen. Hoe meer uitbarstingen ze kunnen traceren, hoe beter ze de signalen kunnen gebruiken om in kaart te brengen hoe de materie over het heelal is verdeeld.
De onderzoekers denken dat toekomstige waarnemingen hen kunnen helpen bepalen of andere zich herhalende snelle radio-uitbarstingen een patroon hebben. Op die manier weten ze of dit soort periodiciteit een uitzondering is of routine.