V reálném čase se znovu objevují neznámé ultrarychlé rádiové dávky

Zdá se, že observatoř Arecibo v Portoriku, která se rozprostírá na stovkách metrů v zejícím obvodu a zanechává téměř prázdný otisk na zemském povrchu, poskytuje ptačímu oku stejný vzhled jako měsíční krátery lidskému oku při pozorování ze Země. Vzhledem k tomu, že je observatoř Arecibo jednou z největších na planetě, je také jedním z mála dalekohledů, které se snaží připravit cestu k hlubšímu pochopení do značné míry nalevo neznámého pole extragalaktického prostoru. Ačkoli není tak náročná na množství fyzického prostoru, kterému dominuje, Parkesova observatoř v Austrálii (měřící skromných 64 m v průměru) také vzbuzuje velký zájem mezi astrofyzickou komunitou již téměř deset let. 

Je to z velké části způsobeno astrofyzikem Duncanem Lorimerem, který byl jedním z původních výzkumníků na observatoři Parkes, kteří objevili jedinečný a vzácný druh vesmírné aktivity: ultrarychlé rádiové záblesky, které pocházely, jak by data naznačovala, z daleké velmi vzdálené místo mimo naši vlastní Mléčnou dráhu.

Všechno to začalo v roce 2007, kdy Lorimer a jeho tým prohledávali staré záznamy dat dalekohledu z roku 2001 a jako náhoda narazili na jednu náhodnou, jedinou a velmi intenzivní rádiovou vlnu neznámého zdroje. Tato ojedinělá rádiová vlna, ačkoli trvala pouze milisekundu, vyzařovala více energie, než by Slunce za milion let. Zdálo se, že podivnost tohoto FRB (rychlého rádiového výbuchu) přitáhla více pozornosti, když tým začal studovat, odkud přesně tato silná, milisekundu trvající událost původně přišla. 

Prostřednictvím měření astronomického vedlejšího efektu zvaného plazmová disperze - proces, který v podstatě určuje množství elektronů, se kterými se rádiové vlny dostaly do kontaktu na své cestě do zemské atmosféry - určili, že tyto rychlé rádiové výboje se šířily daleko za hranicemi. naší galaxie. Ve skutečnosti měření rozptylu ukázala, že rychlý rádiový výbuch pozorovaný v roce 2011 pocházel z více než miliardy světelných let daleko. Abychom to uvedli na pravou míru, naše vlastní galaxie měří ve svém průměru pouhých 120,000 5.5 světelných let. Bylo vidět, že tyto vlny přicházejí ze vzdálenosti XNUMX miliardy světelných let.

Jakkoli se tento objev mohl v té době pro astrofyzickou komunitu zdát vzrušující, nejnovější záznamy rychlých rádiových záblesků, které byly znovu detekovány na observatoři Parkes v Austrálii, začínají zaplňovat další důležitý kousek této extragalaktické skládačky. Tým v Austrálii nejenže zaznamenal jeden z pouhých sedmi rychlých rádiových záblesků (podle našich znalostí) za posledních 10 let, ale ve skutečnosti byli schopni zachytit událost v reálném čase. Díky své připravenosti byl tým schopen upozornit ostatní teleskopy po celém světě, aby nasměrovaly své zaostření na správnou část oblohy a provedly doplňkové skenování záblesků, aby zjistily, které (pokud nějaké) vlnové délky lze detekovat. 

Z těchto pozorování se vědci dozvěděli důležité informace, které nám možná neřeknou přesně, co nebo odkud FRB pocházejí, ale diskreditují to, co nejsou. Někdo by mohl namítnout, že vědět, co něco není, je stejně důležité jako vědět, co to je, zvláště když se zabýváte potenciálně temnou hmotou, protože o tomto tématu je toho známo mnohem méně než kterákoli jiná fakulta ve vesmíru.

Když je velký nedostatek znalostí, nutně vzniknou vědecké teorie, jak zdravé, tak absurdní. Tak tomu bylo v případě záhadných rádiových výbuchů, kde Lorimer předpověděl, že situace se bude během příští dekády jen rozšiřovat, a uvedl, že „na chvíli bude existovat více teorií než jednotlivých detekovaných výbuchů“. 

Dokonce se nechal slyšet, aby podpořil domněnku, že tyto výbuchy mohou být dokonce známkou mimozemské inteligence. Duncan Lorimer, astrofyzik, který vedl tým na Parkesově observatoři a po kterém jsou FRB od té doby pojmenovány, si pohrával s myšlenkou, že tyto vlny by mohly být výsledkem nějakého přátelského marťana, který se pokoušel vykouzlit ranní „ahoj“. z nějaké vzdálené a vzdálené galaxie. Lorimer byl citován během rozhovoru pro NPR, když řekl, že „v literatuře dokonce byly diskuse o podpisech mimozemských civilizací“, i když ještě nepotvrdil, zda tato obvinění plně podporuje. 

Ve skutečnosti se zdá, že většina vědecké komunity trochu váhá, zda těmto spekulacím přikládat jakoukoli váhu, protože jsou právě takové; teorie bez jakéhokoli zvukového důkazu.

Než však existovaly nějaké teorie, které by bylo možné zpochybnit, FRB, které Lorimer původně shromáždil z dat v roce 2001, se vědci (až donedávna) široce domnívali, že mají příčinu a umístění, které je mnohem lokálnější v terénu a ještě méně originální. v původu. Zatímco Lorimer a jeho tým shromáždili jednu instanci FRB ze svých dat z roku 2011, nebyly zaznamenány žádné další zaznamenané případy těchto rádiových vln, které by byly produkovány buď z datové sady Parkes Observatory, ani z jiných podobně smýšlejících zařízení po celém světě. A protože je známo, že vědci jsou velmi skeptičtí k jakékoli jediné zprávě nebo studii vytvořené bez nějakého potvrzení třetí stranou, výbuchy Lorimeru byly odepsány jako náhoda technologie, která je poprvé detekovala. Zdálo se, že toto podezření jen vzrostlo, když v roce 2013 byly Parkesovým dalekohledem detekovány další čtyři výbuchy, ale tentokrát FRB vykazovaly rysy, které přitahovaly mnoho nepříjemných podobností s rádiovým rušením, o kterém je známo, že je pozemského původu: perytony.

Vědci byli schopni vyvodit závěr z vysokého rozptylu výbuchů Lorimer, že pocházely z astronomické oblasti. Technická věda za tímto měřením, která pomůže pochopit, proč byly tyto vlny zaměněny za perytony, je ve skutečnosti docela jednoduchá. Čím dále je objekt, tím více plazmatu musí interagovat (tj. nabité ionty), což často vede k rozptýlenému spektru, což znamená, že pomalejší frekvence dorazí po rychlejších. Prostor mezi těmito časy příchodu bude typicky indikovat zdroj původu, který je uvnitř nebo vně perimetrů naší galaxie. Tento typ rozptylového spektra se obecně nevyskytuje u objektů nalezených v naší galaxii, tedy kromě neobvyklého případu perytonů. Ačkoli se vysmívají chování zdroje, který pochází z extragalaktického prostoru, perytony jsou ve skutečnosti pozemského původu a stejně jako výbuchy Lorimeru byly pozorovány pouze observatoří Parkes. 

Nyní můžete začít vidět, jak vědci, kteří původně navrhli zdroj FRB nebeského původu, začali být rušeni jejich vlastní technologií, což je jednoduchá chyba, kterou lze připsat pouze nedostatku rozmanitosti v jejich vzorcích. Nevěřící a odpůrci rychle stále více váhali, zda těmto vlnám udělit extragalaktický status, až se jedná o jedinečnou událost, dokud nepotvrdili pozorování těchto vln z jiného dalekohledu na samostatném místě. Lorimer dokonce souhlasil s tím, že jeho nálezům nebude poskytnuta taková vědecká legitimita, kterou komunita požaduje, dokud nebude zaznamenáno potvrzení z jiné observatoře pomocí „různých skupin [a] různých zařízení“.

V listopadu 2012 měly zoufalé modlitby Lorimera a dalších výzkumníků, kteří věřili, že tyto FRB pocházejí z oblastí mimo naši galaxii, svou odpověď. FRB12110, rychlý rádiový výboj stejného druhu hlášený v Austrálii, byl detekován na observatoři Arecibo v Portoriku. Vzdálenost mezi Portorikem a Austrálií - přibližně 17,000 XNUMX kilometrů - je přesně ten druh prostoru, který výzkumníci doufali vložit mezi pozorování FRB, nyní mohli potvrdit, že tyto cizí vlnové délky nebyly anomálií ani Parkesova teleskopu, ani jeho umístění.

Nyní, když tyto FRB prokázaly svou legitimitu v rámci studia astrofyziky, je dalším krokem zjistit, odkud tyto výbuchy skutečně pocházejí a co je způsobuje. Testování na dalekohledu SWIFT potvrdilo, že ve směru FRB jsou přítomny 2 zdroje rentgenového záření, ale kromě toho nebyly detekovány žádné jiné vlnové délky. Tím, že vědci nezjistili žádný jiný druh aktivity ve spektru ostatních vlnových délek, byli schopni vyloučit mnoho dalších soupeřících teorií z toho, aby byly považovány za platné vysvětlení původu FRB. 

Kromě toho, že nepozorovali tyto výbuchy v žádné jiné vlnové délce, zjistili, že FRB byly kruhově polarizované spíše než lineární, což naznačuje, že musí být také v přítomnosti nějakého silného magnetického pole. Prostřednictvím procesu eliminace byli vědci schopni rozdělit možné zdroje těchto výbuchů do tří kategorií: kolabující černé díry (nyní známé jako blitzary), obří erupce vytvořené z magnetarů (neutronové hvězdy s vysokým magnetickým polem) nebo jsou výsledkem kolizí mezi neutronovými hvězdami a černými dírami. Všechny tři teorie mají v tomto bodě potenciál být platné, protože informace, které o těchto silných vzplanutích nevíme, stále převažují nad znalostmi, které máme katalogizované.