Неизвестни ултрабързи радиоизбухвания се появяват отново в реално време

Разпростирайки се на стотици метри в зейнала обиколка, оставяйки почти празен отпечатък върху повърхността на Земята, обсерваторията Аресибо в Пуерто Рико би изглеждала по същия начин за зрител от птичи поглед, както лунните кратери за човешкото око, когато се наблюдават от Земята. Като се има предвид, че е една от най-големите на планетата, обсерваторията Аресибо е и един от малкото телескопи, които се стремят да проправят пътя за по-задълбочено разбиране на до голяма степен неизвестното поле на извънгалактичното пространство. Макар и да не отнема толкова много физическо пространство, което доминира, обсерваторията Паркс в Австралия (със скромните 64 метра в диаметър) също предизвиква голям интерес сред общността на астрофизиците от близо десетилетие. 

Това се дължи до голяма степен на астрофизика Дънкан Лоримър, който беше един от първоначалните изследователи в обсерваторията Паркс, които откриха уникален и рядък вид космическа дейност: ултрабързи радиоизбухвания, които бяха от, както предполагат данните, далеч и много отдалечено място извън нашия Млечен път.

Всичко започна през 2007 г., когато Лоримър и неговият екип претърсваха стари записи на данните на телескопа от 2001 г. и случайно се натъкнаха на една случайна, единична и много интензивна радиовълна от неизвестен източник. Тази единствена радиовълна, макар и с продължителност само една милисекунда, се видя, че излъчва повече енергия, отколкото слънцето би излъчило за милион години. Странността на този FRB (бърз радиоизбухване) като че ли привлече повече внимание, когато екипът започна да изучава откъде точно е дошло това мощно, продължило милисекунди събитие първоначално. 

Чрез измерване на астрономическия страничен ефект, наречен плазмена дисперсия - процес, който по същество определя количеството електрони, с които радиовълните са влезли в контакт по пътя си към земната атмосфера - те установиха, че тези бързи радиоизблици са пътували от много извън периметрите на нашата галактика. Всъщност измерванията на дисперсията показват, че бързият радиоизблик, наблюдаван през 2011 г., е произлязъл от повече от милиард светлинни години. За да поставим това в перспектива, нашата собствена галактика измерва едва 120,000 5.5 светлинни години в диаметър. Вижда се, че тези вълни идват от XNUMX милиарда светлинни години.

Колкото и вълнуващо да е изглеждало това откритие по онова време за общността на астрофизиците, най-новите записи на бързи радиоимпулси, които отново бяха открити в обсерваторията Паркс в Австралия, започват да попълват друга важна част от този извънгалактичен пъзел. Екипът в Австралия не само е записал един от единствените седем бързи радиоизлъчвания (доколкото ни е известно) от последните 10 години, те всъщност са успели да уловят събитието в реално време. Поради тяхната готовност екипът успя да предупреди други телескопи по света да насочат фокуса си към правилната част от небето и да извършат допълнителни сканирания на изблиците, за да видят кои (ако има такива) дължини на вълните могат да бъдат открити. 

От тези наблюдения учените са научили важна информация, която може да не ни каже точно какво или откъде идват FRB, но дискредитира това, което не са. Някои биха възразили, че да знаеш какво не е нещо е също толкова важно, колкото да знаеш какво е то, особено когато се занимаваш с потенциално тъмната материя, тъй като за тази тема се знае много по-малко от всеки друг факултет в космоса.

Когато има голяма липса на знание, непременно ще се появят здрави и абсурдни научни теории. Такъв беше случаят с мистериозните радиоизригвания, където Лоримър прогнозира, че ситуацията само ще се разпространи през следващото десетилетие, заявявайки, че „за известно време ще има повече теории, отколкото отделни открити изблици“. 

Той дори беше чут да подкрепя предположението, че тези изблици дори могат да бъдат знак за извънземен разум. Дънкан Лоримър, астрофизикът, който ръководи екипа в обсерваторията Паркс и на когото оттогава са кръстени FRB, беше чут да си играе с идеята, че тези вълни може да са резултат от опит на някой приятелски настроен марсианец да изрече сутрешно „здравей“ от някаква далечна и далечна галактика. Лоримър беше цитиран по време на интервю за NPR, казвайки, че „дори е имало дискусии в литературата относно подписи от извънземни цивилизации“, въпреки че той все още не е потвърдил дали напълно подкрепя тези твърдения. 

Всъщност по-голямата част от научната общност изглежда малко колеблива да придаде някаква тежест на тези, или каквито и да е спекулации, тъй като те са точно това; теории без никакви солидни доказателства.

Преди дори да има каквито и да било теории за оспорване обаче, FRB, които Лоримър първоначално е събрал от данните през 2001 г., се смяташе широко от учените (доскоро), че имат причина и местоположение, които са много по-локални в терена и дори по-малко оригинални по произход. Въпреки че Лоримър и неговият екип са събрали един екземпляр на FRB от своите данни за 2011 г., няма други записани случаи на тези радиовълни, произведени нито от набора от данни на обсерваторията Parkes, нито от други устройства с подобно мислене по света. И тъй като е известно, че учените са силно скептични към всеки отделен доклад или изследване, изготвени без някакво потвърждение от трета страна, изблиците на Лоримър бяха отписани като случайност на технологията, която за първи път го е открила. Това подозрение изглежда само се увеличи, когато през 2013 г. бяха открити още четири изблика от телескопа Parkes, но този път FRB показаха черти, които привлякоха много неудобни прилики с радиосмущения, за които е известно, че имат земен произход: перитони.

Учените успяха да заключат от мерките за висока дисперсия на изблиците на Лоримър, че те са от астрономически регион. Техническата наука зад това измерване, която ще помогне да се разбере защо тези вълни са били объркани с перитони, всъщност е доста проста. Колкото по-далеч е даден обект, толкова повече плазма трябва да взаимодейства с (т.е. заредени йони), което често води до разпръснат спектър, което означава, че по-бавните честоти ще пристигнат след по-бързите. Интервалът между тези времена на пристигане обикновено ще показва източник на произход, който е вътре или извън периметрите на нашата галактика. Този тип дисперсионен спектър обикновено не се среща при обекти, открити в нашата галактика, с изключение на необичайния случай на перитоните. Въпреки че се подиграват с поведението на източник, който идва от извънгалактичното пространство, перитоните всъщност имат земен произход и, подобно на изблиците на Лоримър, са наблюдавани само от обсерваторията Паркс. 

Сега можете да започнете да виждате как учените, които първоначално предложиха източникът на FRB да бъде от небесен произход, започват да се развалят от собствената си технология, проста грешка, която може да се припише само на липсата на разнообразие в техните проби. Невярващите и скептиците бързо ставаха все по-колебливи относно предоставянето на тези вълни на извънгалактичен статут, до голяма степен като уникално събитие, докато не потвърдиха наблюденията на тези вълни от друг телескоп на отделно място. Лоримър дори се съгласи, че откритията му няма да получат онази научна легитимност, която общността изисква, докато не бъде записано потвърждение от друга обсерватория с помощта на „различни групи [и], различно оборудване“.

През ноември 2012 г. отчаяните молитви на Лоримър и други изследователи, които вярваха, че тези FRB идват извън нашата галактика, получиха своя отговор. FRB12110, бърз радиоизблик от същия вид, отчетен в Австралия, беше открит в обсерваторията Аресибо в Пуерто Рико. Разстоянието между Пуерто Рико и Австралия - приблизително 17,000 XNUMX километра - е точно такова пространство, което изследователите се надяваха да поставят между наблюденията на FRB, сега те можеха да потвърдят, че тези извънземни дължини на вълните не са аномалия нито на телескопа Parkes, нито на неговото местоположение.

След като тези FRB са доказали своята легитимност в рамките на изучаването на астрофизиката, следващата стъпка е да разберем откъде всъщност идват тези изблици и какво ги причинява. Тестовете на телескопа SWIFT потвърдиха наличието на 2 източника на рентгенови лъчи в посоката на FRB, но освен това не бяха открити други дължини на вълните. Като не откриха никакъв друг вид активност в спектъра на другите дължини на вълните, учените успяха да изключат много други спорни теории от това да бъдат считани за валидни обяснения за произхода на FRB. 

В допълнение към това, че не са наблюдавали тези изблици при друга дължина на вълната, те са открили, че FRB са по-скоро кръгово поляризирани, отколкото линейни, което показва, че те също трябва да са в присъствието на някакво мощно магнитно поле. Чрез процеса на елиминиране учените са успели да разделят възможните източници на тези изблици на три категории: колабиращи черни дупки (сега известни като blitzars), гигантски изригвания, произведени от магнетари (неутронни звезди със силно магнитно поле) или че те са резултат от сблъсъци между неутронни звезди и черни дупки. И трите теории имат потенциала към този момент да бъдат валидни, тъй като информацията, която не знаем за тези мощни изблици, все още надвишава знанието, което сме каталогизирали.