Un team di ricerca internazionale guidato dal Prof. Li Di e dal Dr. Wang Pei dei National Astronomical Observatories of Chinese Academy of Sciences (NAOC) ha catturato un episodio estremo di esplosioni cosmiche dal Fast Radio Burst (FRB) 121102, utilizzando il telescopio radio sferico ad apertura di cinquecento metri (FAST). Un totale di 1, 652 raffiche indipendenti sono state rilevate entro 47 giorni a partire dal 29 agosto, 2019 (UT).

È la più grande serie di eventi FRB finora, più del numero riportato in tutte le altre pubblicazioni messe insieme. Un tale set di raffiche consente la determinazione, per la prima volta, dell'energia caratteristica e della distribuzione energetica di qualsiasi FRB, facendo così luce sul motore centrale che alimenta gli FRB.

Questi risultati sono stati pubblicati in Natura il 13 ottobre, 2021.

Gli FRB sono stati rilevati per la prima volta nel 2007. Queste esplosioni cosmiche possono durare anche solo un millesimo di secondo mentre producono un anno della produzione totale di energia del Sole. L'origine degli FRB è ancora sconosciuta. Sebbene anche gli alieni siano stati considerati nei modelli per gli FRB, le cause naturali sono chiaramente favorite dalle osservazioni. I focus recenti includono esotiche stelle di neutroni ipermagnetizzate, buchi neri, e le stringhe cosmiche rimaste dal Big Bang.

Gli scienziati hanno scoperto che una piccola frazione di FRB si ripete. Questo fenomeno facilita gli studi di follow-up, inclusa la localizzazione e l'identificazione delle galassie ospiti degli FRB.

FRB 121102 è il primo ripetitore noto e il primo FRB ben localizzato. Gli scienziati hanno identificato la sua origine in una galassia nana. Inoltre, questo FRB è chiaramente associato a una sorgente radio persistente. Entrambi gli indizi sono cruciali per risolvere il mistero cosmico degli FRB. Il comportamento di FRB 121102 è difficile da prevedere e comunemente descritto come "stagionale".

Durante il test del backend FAST FRB durante la fase di commissioning, il team ha notato che FRB 121102 agiva con frequenti impulsi luminosi. Tra il 29 agosto e il 29 ottobre, 2019, 1, Sono stati rilevati 652 eventi burst indipendenti in un totale di 59,5 ore. Mentre la cadenza dello scoppio variava durante la serie, 122 raffiche sono state osservate durante l'ora di punta, corrispondente al più alto tasso di eventi mai osservato per qualsiasi FRB.

Una cadenza così elevata facilita uno studio statistico di questi burst FRB. I ricercatori hanno trovato una chiara energia caratteristica di E ₀ =4,8 × 10 ³⁷ erg, al di sotto della quale la generazione dei burst diventava meno efficiente. La distribuzione dell'energia burst può essere adeguatamente descritta come bimodale, vale a dire, una funzione log-normale per burst E basso e una funzione di Lorentz per burst E alto, implicando che gli impulsi FRB più deboli possono essere di natura stocastica e quelli più forti comportano un rapporto tra due quantità indipendenti.

"L'energia totale di questo set di raffiche aggiunge già fino al 3,8% di quella disponibile da una magnetar e non è stata trovata alcuna periodicità tra 1 ms e 1000 s, entrambi i quali limitano fortemente la possibilità che FRB 121102 provenga da un oggetto compatto isolato, " ha detto il dottor Wang.

Più di sei nuovi FRB sono stati scoperti attraverso il Commensal Radio Astronomy FAST Survey, incluso un nuovo ripetitore tipo 121102. "Come l'antenna più grande del mondo, La sensibilità di FAST si rivela favorevole alla rivelazione delle complessità dei transitori cosmici, compresi FRB, " ha affermato il prof. LI.

Questo progetto fa parte di una collaborazione di lunga data sin dalla fase di commissioning del telescopio FAST. Le principali istituzioni partner includono la Guizhou Normal University, Università del Nevada Las Vegas, Università Cornell, Max-Planck-Institut fuer Radioastronomia, Università della Virginia Occidentale, CSIRO, Università della California Berkeley, e Università di Nanchino.