Úvodní strana  >  Články  >  Vzdálený vesmír  >  Výzkumy v AsÚ AV ČR (148): Rychlé rádiové záblesky malými dalekohledy

Výzkumy v AsÚ AV ČR (148): Rychlé rádiové záblesky malými dalekohledy

Ondřejovský robotický dalekohled D50.

Jednou z velkých záhad současné astrofyziky jsou tzv. rychlé rádiové záblesky (Fast Radio Bursts – FRB). Martin Jelínek a Jan Štrobl z ASU společně se Sergejem Karpovem z Fyzikálního ústavu Akademie věd studovali po tři noci FRB 121102 a s pomocí relativně malého 50cm dalekohledu pátrali po možném optickém protějšku tohoto zábleskového zdroje.

FRB se vyznačují velmi krátkými a intezivními záblesky na rádiových vlnových délkách. Byly objeveny před více než desítkou let a doteď není jasný jejich původ. Délka rádiového záblesku je velmi krátká, typicky méně než několik málo milisekund, a signál vykazuje velkou disperzi. To naznačuje, že původce musí být poměrně kompaktní a hlavně být extragalaktického původu. Současně je téměř vyloučeno, aby byly FRB podobného původu jako jiné vysoce energetické přechodné jevy, jakými jsou například výbuchy supernov, zábleskové zdroje záření gama nebo aktivní galaktická jádra.  Dodnes nebyly rádiová pozorování rychlých rádiových záblesků doplněna o pozorování v jiném spektrální oboru.

FRB 121102 je zajímavý zejména tím, že jsou od tohoto zdroje rádiové záblesky pozorovány opakovaně. Záblesky se objevují nepravidelně s odstupy několika dní. Opakovatelnost jednak umožnila vyloučit jako původce destruktivní jevy jako například již zmíněné výbuchy supernovy, ale také umožnila lépe lokalizovat pozici zdroje. Původce se nachází v slabé trpasličí galaxii ve vzdálenosti tří miliard světelných let v souhvězdí Vozky.

Vzhledem ke krátkosti rádiových záblesků vyžaduje monitoring velmi rychlou kadenci pořizování dat, což je i v dnešní době technologickou výzvou pro optická pozorování. Tým autorů měl k dispozici 50cm zrcadlový dalekohled D50 operovaný ASU v Ondřejově, který se zapojit do třídenní koordinované kampaně společně se 100metrovým radioteleskopem v německém Effelsbergu, která proběhla mezi 27. a 29. září 2017. EMCCD kamera v ohnisku dalekohledu byla ovládána speciálním řídícím programem, který umožňoval velmi rychlé snímání a vyčítání čipu. Díky tomu mohly být expoziční doby v řádu několika málo setin sekundy a během tří nocí bylo tedy pořízeno celkově přes 2,5 milionu vědeckých snímků. Tyto snímky musely být redukovány  standardním postupem, jednotlivé kroky však musely být upraveny pro použití na krátkoexpozičních snímkách. Krátkoexpoziční snímky například obsahují šum, jehož statistické vlastnosti neodpovídají běžnému normálnímu rozdělení. Odstranění pozaďového signálu je v případě pořízených snímků také složitější.

Výsledné snímky byly za pomoci identifikace jednotlivých hvězd zarovnány v pozici, čímž se odstranily nepřesnosti vedení montáže a také atmosférické variace. Na souřadnicích FRB 121102 prováděli autoři klasickou aperturní fotometrii. Všechny statisticky významné výkyvy v pořízené světelné křivce byly jednotlivě studovány.

Bohužel, po dobu pozorovací kampaně nezaznamenal radioteleskop v Effelsbergu žádný záblesk od FRB 121102. Stejně tak se nepodařilo v optických pozorování objevit světelné změny související s tímto objektem. I negativní výsledek však může být nadmíru užitečný. Dlouhodobé pozorování umožnilo stanovit horní limit jasnosti objektu FRB 121102 v optickém oboru v období rádiového klidu. Ten pak odpovídá téměř 14 magnitudám pro 10-20milisekundové expozice bez filtru, přibližně o magnitudu méně pro 20ms expozice ve filtru I. Datová řada umožnila též posoudit fotometrickou stabilitu neustálých pozorování. Přesnost určení jasností objektů pak činí kolem 5 % pro jasnější objekty. V této variaci se projevují především nízkofrekvenční oscilace, jejichž původ je buď v měnících se atmosférických podmínkách, nebo ve vlivu elektroniky kamery, které však nejsou astrofyzikálního původu.

Práce především ukazuje, že i menší dalekohledy téměř amatérské třídy lze použít pro studium optických protějšků rychlých rádiových záblesků, pokud jsou propojeny s kamerou provádějící velmi rychlý záznam. Pro dlouhodobý monitoring méně častých astrofyzikálních událostí se známou lokalizací jsou pak takové dalekohledy velmi vhodné.

REFERENCE

S. Karpov, M. Jelínek, J. Štrobl, Looking for fast optical bursts from FRB121102: case study for a small telescopes with sub-second temporal resolution, Astronomische Nachrichten v tisku, preprint arXiv:1909.00476

KONTAKT

Mgr. Martin Jelínek, Ph. D.
martin.jelinek@asu.cas.cz
Stelární oddělení Astronomického ústavu AV ČR

Zdroje a doporučené odkazy:
[1] Stelární oddělení ASU AV ČR

Převzato: Astronomický ústav AV ČR, v.v.i.



O autorovi

Michal Švanda

Michal Švanda

Doc. Mgr. Michal Švanda, Ph. D., (*1980) pochází z městečka Ždírec nad Doubravou na Českomoravské vrchovině, avšak od studií přesídlil do Prahy a jejího okolí. Vystudoval astronomii a astrofyziku na MFF UK, kde poté dokončil též doktorské studium ve stejném oboru. Zabývá se sluneční fyzikou, zejména dynamickým děním ve sluneční atmosféře, podpovrchových vrstvách a helioseismologií a aktivitou jiných hvězd. Pracuje v Astronomickém ústavu Akademie věd ČR v Ondřejově a v Astronomickém ústavu Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy v Praze, kde se v roce 2016 habilitoval. V letech 2009-2011 působil v Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung v Katlenburg-Lindau v Německu. Astronomií, zprvu pozorovatelskou, posléze spíše „barovou“, za zabývá od svých deseti let. Před začátkem pracovní kariéry působil v organizačním týmu Letní astronomické expedice na hvězdárně v Úpici, z toho dva roky na pozici hlavního vedoucího. Kromě astronomie se zajímá o letadla, zejména ta s více než jedním motorem a řadou okýnek na každé straně. Více o autorovi na jeho webových stránkách svanda.astronomie.cz.

Štítky: D50, Rychlé rádiové záblesky, Astronomický ústav AV ČR


13. vesmírný týden 2020

13. vesmírný týden 2020

Přehled událostí na obloze a v kosmonautice od 23. 3. do 29. 3. 2020. Měsíc bude v novu. Večer je vidět jasná planeta Venuše. Ráno jsou poblíž sebe Mars, Jupiter a Saturn. Zájemci o komety si mohou dvě středně jasné prohlédnout relativně vysoko na obloze a jednu také večer nízko na západě. V neděli 29. března přecházíme na letní čas. Přes utlumení dění ve společnosti ještě probíhají nějaké starty raket a přípravy běží, s patřičnými karanténními opatřeními, i směrem ke startu Sojuzu k ISS. Před 365 lety se narodil Christiaan Huygens, objevitel měsíce Titan.

Další informace »

Česká astrofotografie měsíce

NGC 2264 RGB SHO

Titul Česká astrofotografie měsíce za únor 2020 obdržel snímek „NGC 2264“, jehož autorem je Pavol Kollarik   Titul Česká astrofotografie měsíce za únor 2020 obdržel snímek „NGC 2264“, jehož autorem je Pavol Kollarik. Za devatero horami a devatero řekami, ještě dál než běhá po obloze

Další informace »

Poslední čtenářská fotografie

Konjunkce Měsíce,Venuše, Plejád a Aldebaranu v soumraku

Takové malé večerní zahradní focení :-)

Další informace »