Tín hiệu vô tuyến FRB 20190203 đến Trái đất từ một thiên hà xa xôi. Xung được ghi lại bằng kính thiên văn mảng pha lớn ở Nga. Sự kiện kéo dài 211 mili giây và cho thấy những đặc tính bất thường của các vụ nổ sóng vô tuyến nhanh.
Hiện tượng này xảy ra vào ngày 3 tháng 2 năm 2019. Việc phát hiện diễn ra trong quá trình giám sát xung trong dự án Tìm kiếm xung Pushchino Multibeams. Tín hiệu thể hiện phép đo độ phân tán là 134,4 pc/cm³, chỉ ra nguồn gốc ngoài thiên hà cách chúng ta khoảng 2,3 tỷ năm ánh sáng.
Chi tiết kỹ thuật xung FRB 20190203
Vụ nổ đạt mật độ thông lượng cực đại là 20 Jy ở tần số 111 MHz. Dấu hiệu này xếp sự kiện này vào hàng sự kiện mạnh nhất từng được quan sát trong dải số liệu. Xung đã không lặp lại kể từ lần phát hiện đầu tiên.
- Tần số phát hiện: 111 MHz, một trong những tần số thấp nhất đối với FRB
- Thời lượng: 211 mili giây
- Đo độ phân tán: 134,4 pc/cm³
- Lưu lượng đỉnh: 20 Jy
- Khoảng cách ước tính: 2,3 tỷ năm ánh sáng
- Không phát hiện được tia gamma liên quan
Không có tín hiệu lặp lại đã được tìm thấy cho đến nay. Việc tìm kiếm dữ liệu từ đài thiên văn INTEGRAL cũng không xác định được đối tác năng lượng cao.
Kính thiên văn Nga hoạt động với độ nhạy cao ở bước sóng dài. Điều này giúp có thể nắm bắt được sự kiện trong quá trình xác minh kỹ thuật các quan sát. Tần số thấp khiến việc phát hiện này trở nên hiếm hoi trong lĩnh vực FRB.
Nguồn gốc ngoài thiên hà và những đặc tính độc đáo
Phép đo độ phân tán cao xác nhận rằng tín hiệu truyền qua vật liệu liên thiên hà. Sau khi giảm bớt sự đóng góp từ Dải Ngân hà, có một khoảng dư tương thích với khoảng cách 713 megaparsec. Độ sáng nội tại được tính toán là khoảng 10^34 erg/s/Hz.
FRB 20190203 nổi bật vì không quan sát thấy sự lặp lại. Hầu hết các đợt bùng phát tần số thấp được biết đến đều lặp lại hoặc thể hiện nhiều hoạt động. Việc không phát ra gamma đồng thời làm tăng thêm độ phức tạp cho việc phân tích.
Các nhà thiên văn học đã phân tích các tệp INTEGRAL trong 73 ngày phơi nhiễm tích lũy trong khu vực. Không có sự kiện nhất thời nào trên mức nhiễu được ghi lại. Điều này củng cố đặc tính biệt lập của xung.
Mô hình khoa học giải thích vụ nổ
Nhóm nghiên cứu đề xuất phát xạ maser synchrotron được kích thích bằng nam châm. Kịch bản liên quan đến một cú sốc ngược ở xa cách vật thể khoảng 10^15 cm. Hiệu suất chuyển đổi năng lượng của cú sốc thành sóng vô tuyến sẽ cần đạt 1% để tái tạo các quan sát.
Các giả thuyết khác về FRB bao gồm tàn dư siêu tân tinh, dây vũ trụ hoặc các quá trình trong sao neutron có từ tính cao. Trường hợp FRB 20190203 thiên về mô hình nam châm do sự kết hợp giữa năng lượng, thời lượng và thiếu sự lặp lại.
Việc phát hiện này mở đường cho các nghiên cứu ở tần số thấp. Rất ít thiết bị có thể hoạt động với độ nhạy đủ trong phạm vi này để thu được FRB ngoài thiên hà.
Tác động đến nghiên cứu vụ nổ sóng vô tuyến nhanh
Sự kiện này là FRB thứ hai được ghi trên tần số 111 MHz và là sự kiện đầu tiên trong số các thiết bị không lặp lại. Khám phá này mở rộng kiến thức về số lượng các hiện tượng này ở bước sóng dài. Những kính thiên văn như LPA có thể đóng góp nhiều hơn trong tương lai.
Các nhà khoa học tiếp tục theo dõi vùng trời tương ứng với tín hiệu. Những quan sát mới ở nhiều tần số có thể giúp xác định chính xác thiên hà chủ Việc thiếu sự lặp lại cho đến nay cho thấy cơ chế này có thể khác với các nguồn hoạt tính đã biết.
Phát hiện này thúc đẩy các cuộc thảo luận về tính đa dạng của các cơ chế đằng sau FRB. Một số vụ nổ đến từ môi trường khắc nghiệt, trong khi những vụ nổ khác có vẻ biệt lập.
Các bước tiếp theo trong cuộc điều tra
Các nhóm lên kế hoạch tìm kiếm sâu hơn những điểm lặp lại hoặc tương tự trong các nhóm khác. Sử dụng kính thiên văn nhạy hơn ở tần số thấp có thể tiết lộ những sự kiện tương tự. Các mô hình lý thuyết sẽ được thử nghiệm với các thông số chính xác của FRB 20190203.
Cộng đồng thiên văn đang quan tâm theo dõi vụ việc. Xung này chứng tỏ rằng vũ trụ vẫn chứa đựng những điều ngạc nhiên ngay cả ở những tần số đã được khám phá từ nhiều thập kỷ trước. Những tiến bộ về công cụ sẽ cho phép phát hiện thường xuyên hơn trong những năm tới.