Questo lavoro dimostra che nuovi telescopi con capacità uniche come l’ATA possono fornire una nuova prospettiva su uno dei grandi misteri della scienza FRB.

Un team di scienziati del SETI Institute ha rilasciato nuove intuizioni su un mistero cosmico chiamato Fast Radio Bursts (FRB). La scoperta e l’osservazione dettagliata dell’FRB 20220912A ripetuto presso l’Advanced Allen Telescope Array (ATA) del SETI Institute hanno fatto luce sulla natura di questi segnali spaziali.

Gli FRB sono brevi e intensi lampi di onde radio provenienti dallo spazio profondo. Mentre la maggior parte avviene solo una volta, alcuni “ripetitori” inviano segnali più di una volta, il che aumenta l’intrigo di comprenderne le origini. In 541 ore di osservazione, i ricercatori hanno rilevato 35 FRB dal ripetitore FRB 20220912A. Le osservazioni effettuate utilizzando ATA hanno coperto un’ampia gamma di frequenze radio e hanno rivelato modelli affascinanti. Tutti i 35 FRB sono stati osservati nella parte inferiore dello spettro di frequenza, ciascuno con la propria firma energetica unica.

Gli spettri dinamici (o grafici a “cascata”) per tutte le esplosioni provenienti da FRB 20220912A sono stati rilevati utilizzando l’array del telescopio Allen, profili di impulsi con frequenza media e spettri con media temporale.
Le aree ombreggiate in rosso nei grafici delle serie temporali indicano la durata della suberuzione definita, mentre le linee verticali rosse indicano la suberuzione adiacente. Credito: Istituto SETI

Approfondimenti dalle osservazioni del SETI Institute

“Questo lavoro è entusiasmante perché fornisce sia la conferma delle proprietà FRB conosciute sia la scoperta di alcune nuove”, ha affermato il Dr. ha affermato Sophia Sheikh, ricercatrice post-dottorato dell’NSF MPS-Ascend e autrice principale. “Stiamo restringendo la fonte degli FRB, ad esempio, a oggetti estremi come i magneti, ma nessun modello esistente può spiegare tutte le proprietà osservate finora. È emozionante far parte del primo studio sugli FRB condotto con ATA: nuovi telescopi con Funzionalità uniche come quelle di ATA faranno luce sui grandi misteri della scienza dei FRB e questo lavoro dimostra che è possibile fornire una nuova prospettiva.

Risultati dettagliati, recentemente pubblicati sulla rivista Avvisi mensili della Royal Astronomical Society (MNRAS), mostrano comportamenti intriganti degli FRB. Questi segnali misteriosi mostrano una deriva della frequenza verso il basso, un accoppiamento tra la loro ampiezza e la frequenza centrale e cambiamenti nella durata del burst nel tempo. Il team ha anche notato qualcosa di precedentemente non segnalato: un calo significativo nella frequenza centrale dei lampi in due mesi di osservazione, rivelando un inaspettato fischio cosmico.

Due parametri del set di dati FRB 20220912A – frequenza centrale e larghezza di banda – vengono tracciati nel tempo nel MJD, dall’inizio della campagna alla fine della campagna (circa 60 giorni). Il pannello a) indica che la frequenza centrale dell’FRB diminuisce attraverso la propagazione (i residui dell’adattamento e l’orientamento non parametrico inferiore sono mostrati in blu sotto). Il pannello b) mostra la stessa diminuzione nel tempo per la larghezza di banda. Credito: Istituto SETI

Inoltre, i ricercatori hanno utilizzato queste osservazioni per prevedere il punto di interruzione per le esplosioni luminose di FRB 20220912A, indicando il suo contributo alla velocità complessiva del segnale cosmico. In effetti, questo particolare oggetto era responsabile di una piccola percentuale di tutti gli FRB più forti nel cielo durante queste osservazioni.

Lo studio ha inoltre esaminato i modelli temporali delle sequenze burst, cercando ricorrenze all’interno e tra gli FRB. Non sono stati osservati schemi chiari, evidenziando l’imprevedibilità di questi eventi celesti.

Parte della serie di telescopi Allen

Questo lavoro dimostra il ruolo chiave di ATA nel decodificare i misteri degli FRB. ATA ha la capacità unica di registrare simultaneamente un gran numero di canali di frequenza, anche se sono ampiamente separati, ad esempio alcune frequenze sono molto alte e altre molto basse. Ciò consente test immediati quando arriva l’FRB per controllare cosa sta facendo l’FRB alle alte e alle basse frequenze contemporaneamente. Gli attuali aggiornamenti promettono capacità ancora maggiori, rilevando contemporaneamente deboli FRB a frequenze ancora più elevate, garantendo che ATA rimanga in prima linea nel far progredire la nostra comprensione degli FRB.

Allen Telescope Array (ATA) presso l’Osservatorio radioastronomico di Hot Creek, California, USA. ATA è gestito dal SETI Institute ed è concepito come uno strumento dedicato alle ricerche di tecnofirme, una potente struttura per lo studio dei transitori. Credito: Joe Marfia

“È emozionante vedere l’ATA impegnata nella ricerca sugli FRB tre anni dopo l’inizio del suo programma di aggiornamento”, ha affermato la dott.ssa Vale Farah, scienziata del progetto ATA del SETI Institute e coautrice. “ADA ha capacità uniche che vengono utilizzate in molte attività di ricerca, inclusa l’interpolazione rapida.”

Questa scoperta fondamentale segna un passo significativo nella continua ricerca per svelare i segreti della materia estrema nell’universo. Mentre gli scienziati continuano a esplorare l’universo, ogni caratteristica unica che scopriamo ci avvicina alla comprensione dell’origine e della natura di questi affascinanti segnali cosmici.

Nota: Sophia Z. David R. DeBoer, Vishal Gajjar, Bill Karn, Jamar Kidling, Wenbin Lu, Mark Masters, Pranav Premnath, Sarah Scholtz, Carol Schumacher, Gurmehar Singh e Michael Snodgrass, hanno accettato. Avvisi mensili della Royal Astronomical Society.
arXiv:2312.07756