انفجارهای رادیویی فوق سریع ناشناخته دوباره در زمان واقعی ظاهر می شوند

رصدخانه آرسیبو در پورتوریکو که صدها متر در یک محیط خالی قرار دارد و اثری تقریباً خالی بر سطح زمین می‌گذارد، به نظر می‌رسد که به نظر می‌رسد همان ظاهری را که دهانه‌های ماه برای چشم انسان از زمین مشاهده می‌کنند، برای تماشاچیان چشم پرنده دارد. با توجه به اینکه رصدخانه آرسیبو یکی از بزرگ‌ترین تلسکوپ‌های روی کره زمین است، همچنین یکی از معدود تلسکوپ‌هایی است که تلاش می‌کند راه را برای درک عمیق‌تر میدان عمدتاً چپ-ناشناخته فضای فراکهکشانی هموار کند. اگرچه رصدخانه پارکز در استرالیا (با قطر متوسط ​​64 متر) مصرف کننده فضای فیزیکی نیست، نزدیک به یک دهه است که علاقه زیادی را در بین جامعه اخترفیزیکدانان ایجاد کرده است. 

این تا حد زیادی به دلیل اخترفیزیکدان دانکن لوریمر است که یکی از محققین اولیه در رصدخانه پارکز بود که نوع منحصر به فرد و نادری از فعالیت فضایی را کشف کرد: انفجارهای رادیویی فوق سریع که، همانطور که داده ها نشان می دهد، از فاصله دور و مکان بسیار دور خارج از راه شیری خودمان.

همه چیز در سال 2007 آغاز شد، زمانی که لوریمر و تیمش در حال جست و جوی سوابق قدیمی داده های تلسکوپ از سال 2001 بودند و طبق شانس، با یک موج رادیویی تصادفی، منفرد و بسیار شدید از منبع ناشناخته مواجه شدند. این موج رادیویی منفرد، اگرچه تنها یک میلی ثانیه طول می کشد، دیده شد که انرژی بیشتری نسبت به خورشید در یک میلیون سال ساطع می کند. عجیب بودن این FRB (فشار رادیویی سریع) تنها زمانی توجه بیشتری را به خود جلب کرد که تیم شروع به مطالعه کرد که این رویداد قدرتمند و طولانی مدت در ابتدا از کجا آمده است. 

از طریق اندازه‌گیری اثر جانبی نجومی به نام پراکندگی پلاسما - فرآیندی که اساساً میزان الکترون‌هایی را که امواج رادیویی در طول مسیر خود به جو زمین با آنها تماس پیدا کرده‌اند تعیین می‌کند - آنها مشخص کردند که این انفجارهای رادیویی سریع از محیط‌های بسیار فراتر رفته‌اند. از کهکشان ما در واقع، اندازه گیری های پراکندگی نشان داد که انفجار رادیویی سریع مشاهده شده در سال 2011 از بیش از یک میلیارد سال نوری دورتر منشا گرفته است. برای در نظر گرفتن این موضوع، قطر کهکشان خودمان تنها 120,000 سال نوری است. مشاهده شد که این امواج از فاصله 5.5 میلیارد سال نوری دورتر می آیند.

همانطور که ممکن است این کشف در آن زمان برای جامعه اخترفیزیکدانان هیجان‌انگیز به نظر برسد، آخرین ضبط‌های انفجارهای رادیویی سریع، که یک بار دیگر در رصدخانه پارکس در استرالیا شناسایی شدند، شروع به پر کردن قطعه مهم دیگری از این پازل فرا کهکشانی کردند. این تیم در استرالیا نه تنها یکی از تنها هفت انفجار رادیویی سریع (تا جایی که ما می دانیم) در 10 سال گذشته ضبط کرده اند، بلکه در واقع توانسته اند این رویداد را در زمان واقعی مشاهده کنند. به دلیل آمادگی، تیم توانست به تلسکوپ‌های دیگر در سراسر جهان هشدار دهد تا تمرکز خود را روی قسمت صحیح آسمان متمرکز کنند و اسکن‌های فرعی را روی انفجارها انجام دهند تا ببینند کدام طول موج (در صورت وجود) قابل تشخیص است. 

از این مشاهدات، دانشمندان اطلاعات مهمی را به دست آورده‌اند که ممکن است به ما نگویند FRB دقیقاً از چه چیزی یا از کجا آمده‌اند، اما آنچه را که نیستند بی‌اعتبار می‌کند. برخی استدلال می کنند که دانستن چیزی که چیزی نیست به همان اندازه مهم است که بدانیم چیست، به ویژه هنگامی که شما با ماده تاریک بالقوه سروکار دارید، زیرا در مورد این موضوع بسیار کمتر از هر دانش دیگری در فضا شناخته شده است.

وقتی فقدان زیادی از دانش وجود داشته باشد، نظریات علمی هم معتبر و هم پوچ ناگزیر به وجود می آیند. در مورد انفجارهای رادیویی مرموز چنین بوده است، جایی که لوریمر پیش‌بینی کرده است که این وضعیت تنها در دهه آینده افزایش خواهد یافت و اظهار داشت که «برای مدتی، تئوری‌های بیشتری نسبت به انفجارهای شناسایی‌شده فردی وجود خواهد داشت». 

حتی شنیده شده است که او این حدس را تأیید می کند که این انفجارها حتی می تواند نشانه ای از هوش فرازمینی باشد. دانکن لوریمر، اخترفیزیکدانی که تیم را در رصدخانه پارکز رهبری می‌کرد و از آن زمان FRB به نام او نامگذاری شده است، شنیده شد که این امواج می‌تواند نتیجه تلاش مریخی‌دوستانه‌ای باشد که صبحگاهی "سلام" می‌کند. از یک کهکشان دور و دور لوریمر در مصاحبه‌ای با NPR نقل کرد که «حتی بحث‌هایی در ادبیات درباره امضای تمدن‌های فرازمینی وجود دارد»، اگرچه او هنوز تأیید نکرده است که آیا کاملاً از این ادعاها حمایت می‌کند یا خیر. 

در واقع، به نظر می‌رسد که اکثریت جامعه‌ی علمی در قائل شدن هر گونه وزنی در این گمانه‌زنی‌ها، یا هر یک از این گمانه‌زنی‌ها، کمی مردد هستند. تئوری هایی بدون هیچ مدرکی

با این حال، قبل از اینکه حتی نظریه‌ای برای بحث وجود داشته باشد، FRBهایی که لوریمر در ابتدا از داده‌ها در سال 2001 جمع‌آوری کرده بود، به طور گسترده توسط دانشمندان (تا همین اواخر) بر این باور بود که علت و مکان آن از نظر زمین بسیار محلی‌تر و حتی کمتر اصلی است. در اصل. در حالی که لوریمر و تیمش یک نمونه از یک FRB را از داده‌های سال 2011 خود جمع‌آوری کرده بودند، هیچ نمونه ثبت‌شده دیگری از این امواج رادیویی وجود نداشت که از مجموعه داده‌های رصدخانه پارکس یا هر دستگاه همفکر دیگری در سراسر جهان تولید شده باشند. و از آنجایی که دانشمندان به شدت نسبت به هر گزارش یا مطالعه‌ای که بدون تایید شخص ثالث تهیه شده باشد بسیار بدبین هستند، انفجارهای لوریمر به عنوان یک تصادف از فناوری که برای اولین بار آن را شناسایی کرده بود، نوشته شد. به نظر می‌رسید که این سوءظن زمانی افزایش یافت که در سال 2013، چهار انفجار دیگر توسط تلسکوپ پارکز شناسایی شد، اما این بار FRBها ویژگی‌هایی را نشان دادند که شباهت‌های ناخوشایندی را به یک تداخل رادیویی که منشأ زمینی دارد نشان دادند: پریتون‌ها.

دانشمندان توانستند از اندازه گیری های پراکندگی بالای فوران های لوریمر نتیجه بگیرند که آنها از یک منطقه نجومی هستند. علم فنی پشت این اندازه گیری، که به درک اینکه چرا این امواج با پریتون اشتباه گرفته شده اند، کمک می کند، در واقع بسیار ساده است. هرچه جسم دورتر باشد، پلاسما بیشتری باید با (یعنی یون‌های باردار) تعامل داشته باشد، که اغلب اوقات منجر به یک طیف پراکنده می‌شود، به این معنی که فرکانس‌های کندتر پس از فرکانس‌های سریع‌تر می‌رسند. فاصله بین زمان رسیدن این زمان‌ها معمولاً منبعی را نشان می‌دهد که در داخل یا خارج از محیط کهکشان ما قرار دارد. این نوع از طیف پراکندگی عموماً با اجرام موجود در کهکشان ما اتفاق نمی افتد، به جز مورد غیر معمول پریتون ها. اگرچه پریتون‌ها رفتار منبعی را که از فضای خارج کهکشانی می‌آیند به سخره می‌گیرند، اما در واقع منشأ زمینی دارند و مانند فوران‌های لوریمر، تنها توسط رصدخانه پارکز مشاهده شده‌اند. 

اکنون می‌توانید ببینید که چگونه دانشمندانی که در ابتدا منشأ آسمانی بودن منبع FRB را پیشنهاد کردند، با فناوری خودشان شروع به از بین رفتن کردند، یک خطای ساده که فقط می‌توان آن را به فقدان تنوع در نمونه‌های آنها نسبت داد. ناباوران و مخالفان به سرعت در مورد اعطای وضعیت فرا کهکشانی به این امواج تردید می‌کردند، تا جایی که آنها مشاهده این امواج را از تلسکوپ دیگری در مکانی جداگانه تأیید کردند. لوریمر حتی موافقت کرد که تا زمانی که تاییدیه رصدخانه دیگری با استفاده از «گروه‌های مختلف [و] تجهیزات مختلف» ثبت نشود، به یافته‌های او آن نوع مشروعیت علمی که جامعه می‌خواهد داده نمی‌شود.

در نوامبر 2012، دعای ناامیدانه لوریمر و سایر محققانی که معتقد بودند این FRBها از خارج از کهکشان ما آمده اند، پاسخ خود را داشت. FRB12110، یک انفجار رادیویی سریع از همین نوع گزارش شده در استرالیا، در رصدخانه آرسیبو در پورتوریکو شناسایی شد. فاصله بین پورتوریکو و استرالیا - تقریباً 17,000 کیلومتر - دقیقاً همان فضایی است که محققان امیدوار بودند بین رؤیت FRB ها قرار دهند، آنها اکنون می توانند تأیید کنند که این طول موج های بیگانه یک ناهنجاری در تلسکوپ پارکس یا مکان آن نیست.

اکنون که این FRB ها مشروعیت خود را در مطالعه اخترفیزیک ثابت کرده اند، قدم بعدی این است که بفهمیم این انفجارها واقعاً از کجا می آیند و چه چیزی باعث آنها می شود. آزمایش در تلسکوپ SWIFT وجود 2 منبع پرتو ایکس در جهت FRB را تأیید کرد، اما به غیر از آن، هیچ طول موج دیگری شناسایی نشد. با تشخیص ندادن هیچ نوع فعالیت دیگری در طیف طول موج های دیگر، دانشمندان توانستند بسیاری از نظریه های متضاد دیگر را از در نظر گرفتن توضیحات معتبر برای منشأ FRB کنار بگذارند. 

آنها علاوه بر مشاهده نکردن این انفجارها در هیچ طول موج دیگری، متوجه شدند که FRB ها به جای خطی، به صورت دایره ای قطبی شده اند، که نشان می دهد آنها باید در حضور میدان مغناطیسی قدرتمندی نیز باشند. از طریق فرآیند حذف، دانشمندان توانسته‌اند منابع احتمالی این انفجارها را به سه دسته تقسیم کنند: سیاه‌چاله‌های در حال فروپاشی (که امروزه به عنوان رعد و برق شناخته می‌شوند)، شراره‌های غول‌پیکر تولید شده از مگنتارها (ستاره‌های نوترونی با میدان مغناطیسی بالا)، یا آن‌ها نتیجه برخورد ستاره های نوترونی و سیاهچاله هاست. هر سه نظریه در این مرحله پتانسیل معتبر بودن را دارند، زیرا اطلاعاتی که در مورد این انفجارهای قدرتمند نمی‌دانیم همچنان بر دانشی که فهرست‌بندی کرده‌ایم بیشتر است.