Komunikat prasowy

Tajemnicza emisja radiowa rozświetliła spokojne halo galaktyki

26 września 2019

Astronomowie korzystający z należącego do ESO teleskopu VLT po raz pierwszy zaobserwowali, że szybki błysk radiowy przeszedł przez galaktyczne halo. Ta tajemnicza emisja kosmicznych fal radiowych trwała mniej niż milisekundę i przemieściła się prawie niezaburzona, co sugeruje, że halo ma zaskakująco małą gęstość i słabe pole magnetyczne. Daje to astronomom nową technikę możliwą do badania nieuchwytnych halo w innych galaktykach.

Przy pomocy jednej kosmicznej zagadki astronomowie zbadali inną, analizując sygnał od szybkiego błysku radiowego (ang. fast radio burst), aby lepiej poznać rozmyty gaz w halo masywnej galaktyki [1]. W listopadzie 2018 r. radioteleskop Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) przechwycił szybki błysk radiowy oznaczony jako FRB 181112. Potem nastąpiły obserwacje przy pomocy Bardzo Dużego Teleskopu (VLT) oraz innych teleskopów, które pokazały, że pulsy radiowe na swojej drodze w kierunku Ziemi przeszły przez halo masywnej galaktyki. Odkrycie tego pozwolił astronomom na przeanalizowanie sygnału radiowego pod kątem wskazówek dotyczących natury gazu w halo galaktyki.

„Sygnał od szybkiego błysku radiowego ujawnił naturę pola magnetycznego wokół galaktyki oraz strukturę gazu w halo. Nasze badania pokazują nową technikę dla badania własności halo galaktyk” powiedział J. Xavier Prochaska, profesor astronomii i astrofizyki na University of California Santa Cruz, pierwszy autor publikacji prezentującej wyniki nowych badań, opublikowanej dzisiaj w czasopiśmie „Science”.​

Astronomowie ciągle nie wiedzą co powoduje szybkie błyski radiowe. Dopiero od niedawna są w stanie prześledzić niektóre z tych bardzo krótkich, bardzo jasnych radiowych sygnałów, wstecz do galaktyk, z których pochodzą. „Gdy nałożyliśmy obrazy radiowe i optyczne, wyraźnie zobaczyliśmy, że szybki błysk radiowy przebił halo galaktyki przypadkowo znajdującej się bliżej nas i po raz pierwszy otrzymaliśmy bezpośredni sposób sprawdzenia niewidocznej materii otaczającej tę galaktykę” wyjaśnił współautor Cherie Day, doktorant na Swinburne University of Technology w Australii.

Galaktyczne halo zawiera zarówno ciemną materię, jak i materię zwykłą (barionową), która występuje głównie w formie gorącego, zjonizowanego gazu. O ile jasne części masywnej galaktyki mogą rozciągać się na około 30 000 lat świetlnych, jej prawie sferyczne halo ma prawie dziesięć razy większą średnicę. Gaz z halo zasila powstawanie gwiazd, gdy spada w kierunku centrum galaktyki, natomiast inne procesy, takie jak wybuchy supernowych, mogą wyrzucać materię poza obszary gwiazdotwórcze i do galaktycznego halo. Jednym z powodów, dla których astronomowie chcą badać gaz z halo jest lepsze zrozumienie procesów wyrzucania materii, które są w stanie zastopować formowanie się gwiazd.

„W przypadku tej galaktyki halo jest zaskakująco spokojne” powiedział Prochaska. „Sygnał radiowy był w większości niezaburzony przez galaktykę, co jest w ostrym kontraście do przewidywań wcześniejszych modeli opisujących co może dziać się z szybkim błyskiem radiowym.”

Sygnał FRB 181112 był złożony z kilku pulsów, z których każdy trwał mniej niż 40 mikrosekund (10 000 razy krócej niż mrugnięcie oka). Krótki czas trwania pulsów nakłada górny limit na gęstość gazu w halo, ponieważ przejście przez bardziej gęsty ośrodek poszerzyłoby czas trwania sygnały radiowego. Badacze obliczyli, że gęstość gazu w halo musi być mniejsza niż 0,1 atomu na centymetr sześcienny (co odpowiada kilkuset atomom w objętości balonika dziecięcego) [2].

„Tak jak drgające powietrze w upalny letni dzień, cienka atmosfera masywnej galaktyki może zaburzyć sygnał szybkiego błysku radiowego. Jednak zamiast takiej sytuacji, otrzymaliśmy puls tak nieskazitelny i ostry, że nie ma w nim wcale oznak obecności gazu na jego drodze” powiedział współautor Jean-Pierre Macquart, astronom w International Center for Radio Astronomy Research na Curtin University w Australii.

W badaniach nie znaleziono dowodów na zimne turbulentne obłoki lub małe gęste obszary chłodnego gazu w halo. Szybki błysk radiowym ujawnił też informację o polu magnetycznym w halo, które jest bardzo słabe – miliard razy słabsze niż w magnesie lodówki.

Aktualnie, dysponując jedynie wynikami dla jednego galaktycznego halo, naukowcy nie są w stanie określić czy niska gęstość i słabe pole magnetyczne, które zmierzyli, nietypowe, czy też może wcześniejsze badania galaktycznych halo zbytnio przeszacowywały te wartości. Prochaska powiedział, że spodziewa się, iż ASKAP i inne radioteleskopy będą używać szybkich błysków radiowych do badania halo wielu innych galaktyk, co pozwoli na ustalenie ich własności.

“Ta galaktyka może być wyjątkowa” powiedział. „Powinniśmy wykorzystać szybkie błyski radiowe do zbadania dziesiątek lub setek galaktyk o różnym zakresie mas i wieku, aby uzyskać ocenę całej populacji.” Teleskopy optyczne, takie jak należący do ESO teleskop VLT, odgrywają ważną rolę w ustalaniu jak daleko znajduje się galaktyka źródłowa każdego z błysków, a także w określeniu czy błysk przeszedł przez halo którejś z galaktyk położonych bliżej nas.

Uwagi

[1] Olbrzymie halo gazu o małej gęstości rozciąga się daleko poza świecącą częścią galaktyki, w której skoncentrowane są gwiazdy. Pomimo iż ten gorący, rozproszony gaz odpowiada za większą część masy galaktyki niż gwiazdy, jest bardzo trudny do zbadania.

[2] Gęstość nakłada także ograniczenia na prawdopodobieństwo wystąpienia turbulencji lub obłoków chłodnego gazu w halo. Przy czym określenie „chłodny” ma tutaj względne znaczenie, bowiem odnosi się do temperatur około 10 000°C, w przeciwieństwie do gorącego gazu w halo, który ma około 1 miliona stopni.

Więcej informacji

Wyniki badań zaprezentowano w artykule, który ukazał się 26 września 2019 r. w czasopiśmie Science.

Skład zespołu badawczego: J. Xavier Prochaska (University of California Observatories-Lick Observatory, University of California, USA oraz Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, Japonia), Jean-Pierre Macquart (International Centre for Radio Astronomy Research, Curtin University, Australia), Matthew McQuinn (Astronomy Department, University of Washington, USA), Sunil Simha (University of California Observatories-Lick Observatory, University of California, USA), Ryan M. Shannon (Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology, Australia), Cherie K. Day (Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology, Australia and Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australia), Lachlan Marnoch (Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australia and Department of Physics and Astronomy, Macquarie University, Australia), Stuart Ryder (Department of Physics and Astronomy, Macquarie University, Australia), Adam Deller (Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology, Australia), Keith W. Bannister (Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australia), Shivani Bhandari (Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australia), Rongmon Bordoloi (North Carolina State University, Department of Physics, USA),  John Bunton (Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australia), Hyerin Cho (School of Physics and Chemistry, Gwangju Institute of Science and Technology, Korea), Chris Flynn (Centre for Astrophysics and Supercomputing, Swinburne University of Technology, Australia), Elizabeth Mahony (Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australia), Chris Phillips (Commonwealth Science and Industrial Research Organisation, Australia Telescope National Facility, Australia), Hao Qiu (Sydney Institute for Astronomy, School of Physics, University of Sydney, Australia), Nicolas Tejos (Instituto de Fisica, Pontificia Universidad Catolica de Valparaiso, Chile).

ESO jest wiodącą międzyrządową organizacją astronomiczną w Europie i najbardziej produktywnym obserwatorium astronomicznym na świecie. Ma 16 krajów członkowskich: Austria, Belgia, Czechy, Dania, Finlandia, Francja, Hiszpania, Irlandia, Holandia, Niemcy, Polska, Portugalia, Szwajcaria, Szwecja, Wielka Brytania oraz Włochy, dodatkowo Chile jest kraje gospodarzem, a Australia strategicznym partnerem. ESO prowadzi ambitne programy dotyczące projektowania, konstrukcji i użytkowania silnych naziemnych instrumentów obserwacyjnych, pozwalając astronomom na dokonywanie znaczących odkryć naukowych. ESO odgrywa wiodącą rolę w promowaniu i organizowaniu współpracy w badaniach astronomicznych. ESO zarządza trzema unikalnymi, światowej klasy obserwatoriami w Chile: La Silla, Paranal i Chajnantor. W Paranal ESO posiada teleskop VLT (Very Large Telescope - Bardzo Duży Teleskop), najbardziej zaawansowane na świecie astronomiczne obserwatorium w świetle widzialnym oraz dwa teleskopy do przeglądów. VISTA pracuje w podczerwieni i jest największym na świecie instrumentem do przeglądów nieba, natomiast VLT Survey Telescope to największy teleskop dedykowany przeglądom nieba wyłącznie w zakresie widzialnym. ESO jest głównym partnerem ALMA, największego istniejącego projektu astronomicznego. Z kolei na Cerro Armazones, niedaleko Paranal, ESO buduje 39-metrowy teleskop ELT (Extremely Large Telescope - Ekstremalnie Wielki Teleskop), który stanie się „największym okiem świata na niebo”.

Linki

Kontakt

J. Xavier Prochaska
UCO/Lick Observatory — UC Santa Cruz
USA
Tel.: +1 (831) 295-0111
E-mail: xavier@ucolick.org

Cherie Day
Centre for Astrophysics and Supercomputing — Swinburne University of Technology
Australia
Tel.: +61 4 5946 3110
E-mail: cday@swin.edu.au

Mariya Lyubenova
ESO Head of Media Relations
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6188
E-mail: pio@eso.org

Krzysztof Czart (Kontakt dla mediów Polska)
Sieć Popularyzacji Nauki ESO oraz Urania - Postępy Astronomii
Toruń, Polska
Tel.: +48 513 733 282
E-mail: eson-poland@eso.org

Śledź ESO w mediach społecznościowych

Jest to tłumaczenie Komunikatu prasowego ESO eso1915

O komunikacie

Komunikat nr:eso1915pl
Nazwa:FRB 181112
Typ:Early Universe : Galaxy : Activity : AGN
Facility:Very Large Telescope
Instrumenty:FORS2
Science data:2019Sci...366..231P

Zdjęcia

Artist’s impression of a fast radio burst traveling through space and reaching Earth
Artist’s impression of a fast radio burst traveling through space and reaching Earth
Po angielsku
Infographic showing the path of FRB 18112 passing through the halo of an intervening galaxy
Infographic showing the path of FRB 18112 passing through the halo of an intervening galaxy
Po angielsku
VLT image of the location of FRB 181112
VLT image of the location of FRB 181112
Po angielsku

Filmy

ESOcast 207 Light: Enigmatic radio burst illuminates a galaxy’s tranquil ​halo (4K UHD)
ESOcast 207 Light: Enigmatic radio burst illuminates a galaxy’s tranquil ​halo (4K UHD)
Po angielsku
Animation of FRB 181112 signal traveling through space
Animation of FRB 181112 signal traveling through space
Po angielsku

Our use of Cookies

We use cookies that are essential for accessing our websites and using our services. We also use cookies to analyse, measure and improve our websites’ performance, to enable content sharing via social media and to display media content hosted on third-party platforms.

You can manage your cookie preferences and find out more by visiting 'Cookie Settings and Policy'.

ESO Cookies Policy


The European Organisation for Astronomical Research in the Southern Hemisphere (ESO) is the pre-eminent intergovernmental science and technology organisation in astronomy. It carries out an ambitious programme focused on the design, construction and operation of powerful ground-based observing facilities for astronomy.

This Cookies Policy is intended to provide clarity by outlining the cookies used on the ESO public websites, their functions, the options you have for controlling them, and the ways you can contact us for additional details.

What are cookies?

Cookies are small pieces of data stored on your device by websites you visit. They serve various purposes, such as remembering login credentials and preferences and enhance your browsing experience.

Categories of cookies we use

Essential cookies (always active): These cookies are strictly necessary for the proper functioning of our website. Without these cookies, the website cannot operate correctly, and certain services, such as logging in or accessing secure areas, may not be available; because they are essential for the website’s operation, they cannot be disabled.

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
csrftoken
XSRF protection token. We use this cookie to protect against cross-site request forgery attacks.
1st party
Stored
1 year
user_privacy
Your privacy choices. We use this cookie to save your privacy preferences.
1st party
Stored
6 months
_grecaptcha
We use reCAPTCHA to protect our forms against spam and abuse. reCAPTCHA sets a necessary cookie when executed for the purpose of providing its risk analysis. We use www.recaptcha.net instead of www.google.com in order to avoid unnecessary cookies from Google.
3rd party
Stored
6 months

Functional Cookies: These cookies enhance your browsing experience by enabling additional features and personalization, such as remembering your preferences and settings. While not strictly necessary for the website to function, they improve usability and convenience; these cookies are only placed if you provide your consent.

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
Settings
preferred_language
Language settings. We use this cookie to remember your preferred language settings.
1st party
Stored
1 year
ON | OFF
sessionid
ESO Shop. We use this cookie to store your session information on the ESO Shop. This is just an identifier which is used on the server in order to allow you to purchase items in our shop.
1st party
Stored
2 weeks
ON | OFF

Analytics cookies: These cookies collect information about how visitors interact with our website, such as which pages are visited most often and how users navigate the site. This data helps us improve website performance, optimize content, and enhance the user experience; these cookies are only placed if you provide your consent. We use the following analytics cookies.

Matomo Cookies:

This website uses Matomo (formerly Piwik), an open source software which enables the statistical analysis of website visits. Matomo uses cookies (text files) which are saved on your computer and which allow us to analyze how you use our website. The website user information generated by the cookies will only be saved on the servers of our IT Department. We use this information to analyze www.eso.org visits and to prepare reports on website activities. These data will not be disclosed to third parties.

On behalf of ESO, Matomo will use this information for the purpose of evaluating your use of the website, compiling reports on website activity and providing other services relating to website activity and internet usage.

ON | OFF

Matomo cookies settings:

Cookie ID/Name
Description/Purpose
Provider (1st party or 3rd party)
Browser session cookie or Stored cookie?
Duration
Settings
_pk_id
Stores a unique visitor ID.
1st party
Stored
13 months
_pk_ses
Session cookie temporarily stores data for the visit.
1st party
Stored
30 minutes
_pk_ref
Stores attribution information (the referrer that brought the visitor to the website).
1st party
Stored
6 months
_pk_testcookie
Temporary cookie to check if a visitor’s browser supports cookies (set in Internet Explorer only).
1st party
Stored
Temporary cookie that expires almost immediately after being set.

Additional Third-party cookies on ESO websites: some of our pages display content from external providers, e.g. YouTube.

Such third-party services are outside of ESO control and may, at any time, change their terms of service, use of cookies, etc.

YouTube: Some videos on the ESO website are embedded from ESO’s official YouTube channel. We have enabled YouTube’s privacy-enhanced mode, meaning that no cookies are set unless the user actively clicks on the video to play it. Additionally, in this mode, YouTube does not store any personally identifiable cookie data for embedded video playbacks. For more details, please refer to YouTube’s embedding videos information page.

Cookies can also be classified based on the following elements.

Regarding the domain, there are:

  • First-party cookies, set by the website you are currently visiting. They are stored by the same domain that you are browsing and are used to enhance your experience on that site;
  • Third-party cookies, set by a domain other than the one you are currently visiting.

As for their duration, cookies can be:

  • Browser-session cookies, which are deleted when the user closes the browser;
  • Stored cookies, which stay on the user's device for a predetermined period of time.

How to manage cookies

Cookie settings: You can modify your cookie choices for the ESO webpages at any time by clicking on the link Cookie settings at the bottom of any page.

In your browser: If you wish to delete cookies or instruct your browser to delete or block cookies by default, please visit the help pages of your browser:

Please be aware that if you delete or decline cookies, certain functionalities of our website may be not be available and your browsing experience may be affected.

You can set most browsers to prevent any cookies being placed on your device, but you may then have to manually adjust some preferences every time you visit a site/page. And some services and functionalities may not work properly at all (e.g. profile logging-in, shop check out).

Updates to the ESO Cookies Policy

The ESO Cookies Policy may be subject to future updates, which will be made available on this page.

Additional information

For any queries related to cookies, please contact: pdprATesoDOTorg.

As ESO public webpages are managed by our Department of Communication, your questions will be dealt with the support of the said Department.