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# Fisica # Fenomeni astrofisici di alta energia

Decifrando il mistero di FRB 20121102

I ricercatori stanno studiando i ripetuti lampi radio veloci provenienti da una galassia lontana.

C. Gouiffés, C. Ng, I. Cognard, M. Dennefeld, N. Devaney, V. S. Dhillon, J. Guilet, P. Laurent, E. Le Floc'h, A. J. Maury, K. Nimmo, A. Shearer, L. G. Spitler, P. Zarka, S. Corbel

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FRB 20121102: Un Enigma FRB 20121102: Un Enigma Cosmico segnali radio ripetuti. Ricerche in corso sulla fonte dei
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I "Fast Radio Bursts" (FRB) sono come i fuochi d'artificio cosmici, esplodono per un attimo ma fanno un gran rumore nell'universo. Questi scoppi arrivano da molto lontano e stiamo ancora cercando di capire cosa li faccia scatenare. Alcuni pensano che potrebbero essere legati a stelle esplosive o altri eventi cosmici interessanti. Un FRB in particolare che ha catturato molta attenzione è FRB 20121102. È stato al centro di uno sforzo di monitoraggio a lungo termine usando vari telescopi e osservatori.

Cosa Sono i Fast Radio Bursts?

Gli FRB sono esplosioni brillanti di onde radio che durano solo pochi millisecondi. Sono stati scoperti per la prima volta nel 2007 e da allora hanno messo in crisi gli scienziati. La maggior parte degli FRB sembra essere eventi una tantum, ma FRB 20121102 è un caso speciale. Gli piace ripetersi, il che ha fatto eccitare un po’ di più gli scienziati. Gli scoppi di questo particolare FRB possono essere visti su varie frequenze radio, il che suggerisce che arrivano da una fonte molto energetica.

Perché Stiamo Osservando FRB 20121102?

Per capire cosa sia FRB 20121102, i ricercatori hanno cercato i suoi "parenti" in altri tipi di luce, come i raggi X e la luce ottica. Raccogliere dati su diverse lunghezze d'onda aiuta gli scienziati a mettere insieme la storia di questo misterioso scoppi. L'idea è che, monitorandolo da vicino, possano imparare di più sulla sua natura e forse anche sulle sue origini.

I Telescopi Amici del Quartiere

Telescopio Radio Nançay

In Francia, il Telescopio Radio Nançay (NRT) è come la torre di controllo locale per FRB 20121102. Questo telescopio radio è stato occupato a seguire l'FRB dal 2016 al 2020. È un grande piatto radio che cattura segnali dallo spazio, permettendo ai ricercatori di osservare gli scoppi radio in modo efficace.

Satellitare INTEGRAL

Nel frattempo, il satellite INTEGRAL fluttua sopra di noi, osservando il cielo per la luce ad alta energia. È stato lanciato nel 2002 e ha raccolto dati da allora. INTEGRAL può catturare fotoni ad altissima energia, che potrebbero aiutare a trovare i corrispondenti agli scoppi radio.

Osservatorio di Haute Provence

C'è anche l'Osservatorio di Haute Provence, che è dotato di vari telescopi per cercare eventuale luce ottica associata a FRB 20121102. Hanno telecamere sofisticate che possono scattare foto super veloci, aumentando le possibilità di beccare qualcosa di effimero.

Campagne per Catturare gli Scoppi

Tra il 2017 e il 2019, sono state organizzate campagne per raccogliere dati su FRB 20121102. Nel 2017, il piano era di osservare simultaneamente con INTEGRAL e altri telescopi a terra. Tuttavia, le cose non sono andate come previsto, e FRB 20121102 ha deciso di prendersi una pausa durante la campagna. Quindi, niente scoppi radio sono stati rilevati e i ricercatori sono rimasti al buio - niente fuochi d'artificio quell'anno!

Nel 2019, hanno provato un approccio diverso. Hanno deciso di condurre osservazioni "Target of Opportunity". Se il NRT rilevava uno scoppio, avrebbe inviato un segnale (parlando figurativamente), e INTEGRAL avrebbe poi puntato i suoi strumenti su FRB 20121102. Questa volta, sono riusciti a rilevare gli scoppi e hanno avuto una campagna di successo!

Cosa Hanno Trovato?

Dopo tutte quelle osservazioni, i ricercatori non hanno trovato molto in termini di emissioni di raggi X insieme agli scoppi radio. È un po' come aspettarsi di trovare un'ombra di notte senza luce - a volte, le cose semplicemente non si abbinano. L'NRT ha rilevato più scoppi radio, che ha aiutato a capire meglio la finestra di attività periodica di questo FRB. Hanno scoperto che FRB 20121102 ha un modello, o un “ciclo”, di attività che dura circa 154 giorni.

Imparando di Più sulla Galassia Ospite

FRB 20121102 si trova dentro una debole galassia nana. Questa galassia ha una bassa metallicità, il che significa che non è piena di molti elementi pesanti. Ambienti del genere sono spesso dove si verificano eventi energetici come i lampi gamma, il che potrebbe dare indizi di più su cosa siano gli FRB.

Teorie su Cosa Stia Succedendo

Ci sono molte teorie sulle cause degli FRB, e FRB 20121102 non fa eccezione. Alcuni scienziati propongono che i Magnetar - un tipo di stella di neutroni - siano dietro a questi scoppi. I magnetar hanno campi magnetici super forti e possono produrre una varietà di emissioni. Pensali come i teenager ribelli del mondo delle stelle - pieni di energia e imprevedibilità.

La Ricerca di Controparti

I ricercatori sono alla ricerca di altri tipi di luce che potrebbero essere collegati a FRB 20121102. Hanno setacciato i territori ottici e dei raggi X per vedere se riescono a capire cosa stia succedendo intorno a questo FRB. Finora, i loro risultati hanno dato limiti superiori delle emissioni energetiche in quelle lunghezze d'onda. È come cercare un ago in un pagliaio, e finora, hanno trovato solo i bordi.

Conclusione

La caccia per capire FRB 20121102 continua, e i ricercatori rimangono ansiosi di raccogliere più dati. Sperano che, con il miglioramento della tecnologia e ulteriori osservazioni, possano finalmente individuare cosa stia causando questo mistero cosmico. Fino ad allora, FRB 20121102 rimarrà un puzzle affascinante, tenendo occupati e curiosi gli astronomi sul vasto universo. Chi l'avrebbe mai detto che inseguire alcuni scoppi radio potesse portare a un'avventura cosmica così emozionante?

Fonte originale

Titolo: Long term monitoring of FRB~20121102 with the Nan\c{c}ay Radio Telescope and multi-wavelength campaigns including INTEGRAL

Estratto: The origin(s) of Fast Radio Bursts (FRBs), mysterious radio bursts coming from extragalactic distances, remains unknown. Multi-wavelength observations are arguably the only way to answer this question unambiguously. We attempt to detect hard X-ray/soft gamma-ray counterparts to one of the most active FRB sources, FRB20121102, as well as improve understanding of burst properties in radio through a long-term monitoring campaign using the Nan\c{c}ay Radio Telescope (NRT). Multi-wavelength campaigns involving the International Gamma-ray Astrophysics Laboratory (INTEGRAL) satellite, the Nan\c{c}ay Radio Observatory, the optical telescopes at the Observatoire de Haute Provence as well as Arecibo were conducted between 2017 and 2019. In 2017, the telescopes were scheduled to observe simultaneously between Sept 24-29. We specifically used the Fast Response Enhanced CCDs for the optical observations to ensure a high time resolution. In 2019, we changed the strategy to instead conduct ToO observations on INTEGRAL and other available facilities upon positive detection triggers from the NRT. In the 2017 campaign, FRB20121102 was not in its burst activity window. We obtain a 5-sigma optical flux limit of 12 mJy ms using the GASP and a 3-sigma limit from OHP T120cm R-band image of R=22.2 mag of any potential persistent emission not associated to radio bursts. In the 2019 campaign, we have simultaneous INTEGRAL data with 11 radio bursts from the NRT and Arecibo. We obtain a 5-sigma upper limit of 2.7e-7 erg/cm2 in the 25-400 keV energy range for contemporary radio and high energy bursts, and a 5-sigma upper limit of 3.8e-11 erg/cm2 for permanent emission in the 25-100 keV energy range. In addition, we report on the regular observations from NRT between 2016-2020, which accounts for 119 additional radio bursts from FRB20121102. We present an updated fit of the periodic active window of 154+/-2 days.

Autori: C. Gouiffés, C. Ng, I. Cognard, M. Dennefeld, N. Devaney, V. S. Dhillon, J. Guilet, P. Laurent, E. Le Floc'h, A. J. Maury, K. Nimmo, A. Shearer, L. G. Spitler, P. Zarka, S. Corbel

Ultimo aggiornamento: 2024-11-25 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2411.16419

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.16419

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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