Az ismeretlen ultragyors rádiókitörések valós időben újra megjelennek

A több száz méteres tátongó kerületben, szinte üres nyomot hagyva a Föld felszínén, a Puerto Ricó-i Arecibo Obszervatórium úgy tűnik, hogy a madártávlatból szemlélő számára ugyanolyan kinézetű lenne, mint a Hold kráterei az emberi szem számára, ha a Földről figyelik. Tekintettel arra, hogy az egyik legnagyobb a bolygón, az Arecibó Obszervatórium azon kevés teleszkópok közé tartozik, amelyek arra törekednek, hogy az extragalaktikus tér nagyrészt ismeretlen mezőjének mélyebb megértését előkészítsék. Bár az általa uralt fizikai tér mennyiségét tekintve nem annyira igénybe veszi, az ausztrál Parkes Obszervatórium (amely szerény, 64 méter átmérőjű) már közel egy évtizede nagy érdeklődést vált ki az asztrofizikus közösség körében. 

Ez nagyrészt Duncan Lorimer asztrofizikusnak köszönhető, aki a Parkes Obszervatórium egyik eredeti kutatója volt, aki egyedülálló és ritka űrtevékenységet tárt fel: ultragyors rádiókitöréseket, amelyek, amint az adatok azt sugallják, messziről nagyon távoli hely a saját Tejútrendszerünkön kívül.

Az egész 2007-ben kezdődött, amikor Lorimer és csapata a távcső 2001-es adatainak régi feljegyzéseit böngészte át, és a véletlennek köszönhetően egy véletlenszerű, egyetlen és nagyon intenzív rádióhullámra bukkantak egy ismeretlen forrásból. Ez az egyedülálló rádióhullám, bár csak egy ezredmásodpercig tart, több energiát bocsát ki, mint amennyit a Nap egymillió év alatt. Az FRB (gyors rádiókitörés) furcsasága csak úgy tűnt, hogy felkeltette a figyelmet, amikor a csapat elkezdte tanulmányozni, honnan ered ez az erőteljes, ezredmásodpercig tartó esemény. 

A plazma-diszperziónak nevezett csillagászati ​​mellékhatás mérésével – amely folyamat lényegében meghatározza, hogy a rádióhullámok mekkora elektronokkal érintkeztek a Föld légkörébe vezető útjuk során – megállapították, hogy ezek a gyors rádiókitörések jóval a határokon túlról terjedtek. galaxisunkból. Valójában a diszperziós mérések azt mutatták, hogy a 2011-ben megfigyelt gyors rádiókitörés több mint egymilliárd fényév távolságból származott. Hogy ezt perspektívába helyezzük, saját galaxisunk átmérője mindössze 120,000 5.5 fényév. Ezek a hullámok XNUMX milliárd fényév távolságból származnak.

Bármennyire is izgalmasnak tűnt ez a felfedezés akkoriban az asztrofizikus közösség számára, a gyors rádiókitörések legutóbbi felvételei, amelyeket ismét észleltek az ausztrál Parkes Obszervatóriumban, kezdik kitölteni ennek az extragalaktikus rejtvénynek egy másik fontos részét. Az ausztrál csapat nem csupán az elmúlt 10 év egyetlen hét gyors rádióadásának egyikét rögzítette (tudásunk szerint), hanem valós időben tudták elkapni az eseményt. Felkészültségüknek köszönhetően a csapat képes volt figyelmeztetni a világ többi teleszkópját, hogy az égbolt megfelelő részére irányítsák a fókuszt, és kiegészítő letapogatást végezzenek a kitöréseken, hogy megtudják, melyik (ha vannak) hullámhosszak észlelhetők. 

Ezekből a megfigyelésekből a tudósok fontos információkra tettek szert, amelyek talán nem árulják el, hogy pontosan mit és honnan származnak az FRB-k, de hiteltelenné teszik azt, amit nem. Egyesek azzal érvelnek, hogy tudni, hogy mi nem, ugyanolyan fontos tudni, hogy mi az, különösen, ha a potenciálisan sötét anyaggal van dolgunk, mivel sokkal kevesebbet tudnak erről a témáról, mint bármely más képességről az űrben.

Ha nagy a tudás hiánya, akkor biztos, hogy megalapozott és abszurd tudományos elméletek születnek. Ez történt a titokzatos rádiókitörésekkel, ahol Lorimer azt jósolta, hogy a helyzet a következő évtizedben csak tovább fog szaporodni, és kijelentette, hogy „egy ideig több elmélet lesz, mint egyedi kitörések”. 

Még azt is hallották róla, hogy alátámasztja azt a sejtést, hogy ezek a kitörések akár a földönkívüli intelligencia jelei is lehetnek. Duncan Lorimer, az asztrofizikus, aki a Parkes Obszervatórium csapatát vezette, és akiről azóta az FRB-ket is elnevezték, hallották, hogy eljátszott a gondolattal, hogy ezek a hullámok annak a következményei lehetnek, hogy egy barátságos marslakó megpróbálja elmorzsolni a reggeli „helló”-t. valamelyik távoli és távoli galaxisból. Lorimert az NPR-nek adott interjújában idézték, és azt mondta, hogy „az irodalomban még viták is folytak a földönkívüli civilizációk aláírásairól”, bár még nem erősítette meg, hogy teljes mértékben támogatja-e ezeket az állításokat. 

Valójában a tudományos közösség többsége kissé tétovázik, hogy bármilyen súlyt helyezzen ezekre, vagy ami azt illeti, bármilyen spekulációra, mivel ezek már csak ilyenek; elméletek hangszigetelés nélkül.

Mielőtt azonban még vitatható elméletek lettek volna, a Lorimer által az adatokból eredetileg 2001-ben összegyűjtött FRB-kről a tudósok széles körben úgy vélték (a közelmúltig), hogy az okuk és a helyük sokkal inkább lokális a terepen, és még kevésbé eredeti. eredetében. Míg Lorimer és csapata egy FRB-példányt gyűjtött össze 2011-es adataikból, nem volt más rögzített példa arra vonatkozóan, hogy ezeket a rádióhullámokat sem a Parkes Obszervatórium adatkészletéből, sem más hasonló gondolkodású eszközökből állítottak volna elő szerte a világon. És mivel a tudósok köztudottan erősen szkeptikusak minden olyan jelentéssel vagy tanulmánysal kapcsolatban, amelyet harmadik fél megerősítése nélkül készítettek, a Lorimer-kitöréseket az elsőként észlelő technológia szerencsétlenségeként írták le. Ez a gyanú csak fokozódni látszott, amikor 2013-ban további négy kitörést észlelt a Parkes-teleszkóp, ezúttal azonban az FRB-k olyan tulajdonságokat mutattak, amelyek sok kellemetlen hasonlóságot mutattak egy ismert földi eredetű rádióinterferenciával: a perytonokkal.

A tudósok a Lorimer-kitörések nagy szóródási mértékéből arra a következtetésre jutottak, hogy csillagászati ​​régióból származnak. A mérés mögött meghúzódó műszaki tudomány, amely segít megérteni, hogy miért tévesztették össze ezeket a hullámokat a perytonokkal, valójában meglehetősen egyszerű. Minél távolabb van egy objektum, annál több plazmával kell kölcsönhatásba lépnie (azaz töltött ionokkal), ami sokszor szórt spektrumot eredményez, vagyis a lassabb frekvenciák érkeznek a gyorsabbak után. Az érkezési idők közötti térköz jellemzően olyan eredetforrást jelez, amely galaxisunk kerületén belül vagy kívül található. Ez a típusú diszperziós spektrum általában nem fordul elő a galaxisunkban található objektumoknál, kivéve a perytonok szokatlan esetét. Noha gúnyolódik egy extragalaktikus űrből származó forrás viselkedésén, a perytonok valójában földi eredetűek, és a Lorimer-kitörésekhez hasonlóan csak a Parkes Obszervatórium figyelte meg őket. 

Most már láthatjuk, hogy a tudósok, akik eredetileg az FRB-k forrását égi eredetűnek feltételezték, hogyan kezdték megfékezni saját technológiájukat, ez az egyszerű hiba, amely csak a mintavételeiken belüli diverzitás hiányának tudható be. A hitetlenek és ellenzők gyorsan egyre tétovázóbbak lettek az extragalaktikus státusz megadásával kapcsolatban ezeknek a hullámoknak, egészen addig, amíg meg nem erősítették a hullámok észlelését egy másik távcsőről egy külön helyen. Lorimer még abban is egyetértett, hogy megállapításai nem kapnak olyan tudományos legitimitást, amelyet a közösség megkövetel, amíg egy másik obszervatórium megerősítését nem rögzítik „különböző csoportok [és] különböző berendezések segítségével”.

2012 novemberében Lorimer és más kutatók kétségbeesett imáira, akik azt hitték, hogy ezek az FRB-k galaxisunkon kívülről jöttek, megérkezett a válasz. Az FRB12110, az Ausztráliában jelentett, hasonló típusú gyors rádiókitörést a Puerto Ricó-i Arecibo Obszervatóriumban észlelték. A Puerto Rico és Ausztrália közötti távolság – hozzávetőlegesen 17,000 XNUMX kilométer – éppen olyan tér, amelyet a kutatók az FRB-k észlelései közé helyezni reméltek, és most megerősítették, hogy ezek az idegen hullámhosszak nem a Parkes-teleszkóp vagy annak elhelyezkedése anomáliái.

Most, hogy ezek az FRB-k bebizonyították létjogosultságukat az asztrofizika tanulmányozásában, a következő lépés annak kiderítése, hogy valójában honnan származnak ezek a kitörések, és mi okozza őket. A SWIFT teleszkóppal végzett tesztelés megerősítette, hogy az FRB irányában 2 röntgensugárforrás van jelen, de ezen kívül más hullámhosszt nem észleltek. Azáltal, hogy nem észleltek más típusú aktivitást a többi hullámhossz spektrumában, a tudósok ki tudták zárni sok más, egymással versengő elméletet abból a szempontból, hogy az FRB eredetének érvényes magyarázata legyen. 

Amellett, hogy nem figyelték meg ezeket a kitöréseket semmilyen más hullámhosszon, felfedezték, hogy az FRB-k inkább körkörösen polarizáltak, mint lineárisak, ami azt jelzi, hogy valamilyen erős mágneses tér jelenlétében is kell lenniük. Az eliminációs folyamat révén a tudósok három kategóriába tudták bontani e kitörések lehetséges forrásait: összeomló fekete lyukak (ma villámgyorsítók), magnetárokból (nagy mágneses térrel rendelkező neutroncsillagok) keletkező óriás fáklyák. a neutroncsillagok és a fekete lyukak ütközésének eredménye. Jelenleg mindhárom elméletben megvan a lehetőség, hogy érvényesek legyenek, mivel az ezekről az erőteljes kitörésekről nem tudható információk még mindig felülmúlják az általunk katalógusba foglalt ismereteket.