Fast variability and circular polarization of the 6.7 GHz methanol maser in G33.641$-$0.228
Diese Arbeit berichtet über Beobachtungen mit hoher zeitlicher Auflösung des 6,7-GHz-Methanol-Masers in G33.641−0,228, die eine schnelle Flussvariabilität und eine starke zirkulare Polarisation aufzeigen, was zu einem Modell führte, das vorschlägt, dass ein explosives Ereignis hinter der Maserwolke zirkular polarisierte Kontinuumsstrahlung verstärkt.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung des untenstehenden Papers. Sie wurde nicht von den Autoren verfasst oder gebilligt. Für technische Genauigkeit konsultieren Sie das Originalpaper. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Stellen Sie sich eine ferne kosmische Geburtsstätte vor, in der ein massiver Babystern geboren wird. Um diesen Neugeborenen herum befindet sich eine Wolke aus Gas und Staub, die ein spezielles Molekül namens Methanol enthält. Unter den richtigen Bedingungen wirken diese Moleküle wie ein natürlicher Laser, der Radiowellen verstärkt und in den Weltraum schießt. Dieses Phänomen wird als Maser bezeichnet.
Normalerweise flackern diese kosmischen Laser langsam, wie eine Kerze in einer sanften Brise. Aber in einer spezifischen Sternentstehungsregion namens G33.641−0.228 bemerkten Astronomen etwas Seltsames: Ein ganz bestimmter „Strahl“ dieses Lasers geriet plötzlich außer Kontrolle und blitzte innerhalb von Stunden an und aus. Es war wie ein kosmisches Stroboskop-Licht.
Um herauszufinden, was dieses erratische Verhalten verursachte, beobachtete ein Team von Astronomen diesen Stern sieben Jahre lang (2009–2016) mit einem großen Radioteleskop in Yamaguchi, Japan. Sie beobachteten nicht nur die Helligkeit; sie untersuchten auch die „Drehung“ der Radiowellen, bekannt als zirkulare Polarisation. Denken Sie bei der Polarisation an die Richtung, in die ein Seil rotiert: Es kann entweder im oder gegen den Uhrzeigersinn rotieren.
Hier ist das, was sie fanden, einfach erklärt:
1. Das Blinken des Lichts
Wenn der „Ausbruch“ stattfand, wurde das Radiosignal nicht einfach nur heller; es sprang unglaublich schnell auf und ab. Das Signal konnte seine Intensität in weniger als einem Tag (etwa 7 Stunden) verdoppeln oder halbieren. Dies ist viel schneller als die üblichen Veränderungen, die bei dieser Art von Sternen zu beobachten sind.
2. Das rotierende Signal
Das Team entdeckte, dass die vom diesem spezifischen blinkenden Strahl kommenden Radiowellen stark „gedreht“ (zirkular polarisiert) waren. In normalen Zeiten war etwa 20 % des Signals gedreht. Aber hier ist der seltsame Teil: Als das Licht während eines Ausbruchs am hellsten war, verschwand die Drehung tatsächlich. Das Signal wurde riesig, verlor aber seine Rotation. Wenn das Licht schwächer wurde, kehrte die Drehung zurück.
3. Die „Solar Flare“-Theorie
Die Astronomen schlugen eine Theorie vor, um dies zu erklären, wobei sie eine Analogie zu unserer eigenen Sonne verwendeten.
- Die Sonne: Unsere Sonne hat manchmal „Solar Flares“ (Sonneneruptionen), also explosive Ereignisse, bei denen magnetische Energie plötzlich freigesetzt wird. Dies erzeugt einen Ausbruch von Radiowellen, die von Natur aus gedreht (polarisiert) sind.
- Der kosmische Laser: Das Team vermutet, dass ein ähnlicher Ausbruch auf der Oberfläche des Babysterns hinter der Methanolwolke stattfand.
- Der Verstärker: Stellen Sie sich die Methanolwolke wie einen riesigen, natürlichen Verstärker vor (wie ein Mikrofon in einem Stadion). Als der Stern hinter der Wolke einen Ausbruch von gedrehten Radiowellen aussendete, fing die Wolke diese auf und verstärkte sie, wodurch sie viel heller wurden.
Warum die Drehung während des Ausbruchs verschwindet
Das Paper legt nahe, dass wenn die Explosion hinter der Wolke massiv ist, sie das System mit einer gewaltigen Menge an „Hintergrundlicht“ flutet. Dieses Hintergrundlicht ist so stark, dass es die spezifische „Drehung“ des ursprünglichen Signals überdeckt, sodass das Gesamtsignal ungedreht aussieht, obwohl es unglaublich hell ist. Es ist, als würde man versuchen, ein bestimmtes Flüstern (die Drehung) zu hören, während jemand direkt neben einem schreit (der Ausbruch); das Flüstern ist noch da, aber es geht im Lärm unter.
Das Rätsel der „Geister-Drehung“
Selbst als der Stern nicht ausbrach, beobachteten die Astronomen über sieben Jahre hinweg eine stetige, schwache Drehung im Signal. Sie sahen auch einen sehr seltsamen Tag im Jahr 2012, an dem die Drehung plötzlich in die entgegengesetzte Richtung umschlug. Das Paper gibt zu, dass ihr aktuelles Modell diese Drehungen in Ruhephasen oder den einmaligen Umschlag nicht perfekt erklärt, aber es erklärt das schnelle Blinken und die Verbindung zwischen der Explosion und der Polarisation sehr gut.
Das Fazit
Das Paper kommt zu dem Schluss, dass das wilde Blinken dieses kosmischen Lasers wahrscheinlich durch eine plötzliche, solar-flare-ähnliche Explosion auf dem Babystern hinter ihm verursacht wird. Die Methanolwolke fungiert als kosmischer Verstärker, der diese Explosion für uns sichtbar macht. Obwohl wir noch nicht genau wissen, warum das Signal jedes Mal auf diese Weise reagiert, ist diese „Explosion hinter dem Vorhang“-Theorie die beste Erklärung, die das Team gefunden hat. Um den Rest des Rätsels zu lösen, hoffen sie, in Zukunft noch schärfere Teleskope (VLBI) zu verwenden, um genau zu sehen, wo diese Explosionen stattfinden.
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