Óþekkt ofurhröð útvarpsbylgjur birtast aftur í rauntíma

Arecibo stjörnustöðin í Púertó Ríkó, sem spannar hundruð metra í gapandi ummáli og skilur eftir sig nánast tóma áletrun á yfirborði jarðar, virðist gefa áhorfandanum sama svip á auga fuglsins og gígar tunglsins gera fyrir mannsauga þegar þeir eru skoðaðir frá jörðu. Þar sem Arecibo stjörnustöðin er ein sú stærsta á plánetunni er hún einnig einn af fáum sjónaukum sem leitast við að ryðja brautina fyrir dýpri skilning á hinu að mestu vinstri óþekkta sviði geims utan vetrarbrautarinnar. Þótt það sé ekki eins neytandi í því magni af líkamlegu rými sem það ræður ríkjum, hefur Parkes stjörnustöðin í Ástralíu (sem mælist hóflega 64m í þvermál) einnig vakið mikinn áhuga meðal stjarneðlisfræðinga í nærri áratug núna. 

Þetta er að hluta til að þakka stjarneðlisfræðingnum Duncan Lorimer, sem var einn af upprunalegu rannsakendum Parkes stjörnustöðvarinnar til að hafa grafið upp einstaka og sjaldgæfa tegund geimvirkni: ofurhröð útvarpsbyssur sem voru frá, eins og gögnin benda til, langt og mjög fjarlæg staðsetning fyrir utan okkar eigin Vetrarbraut.

Þetta byrjaði allt aftur árið 2007, þegar Lorimer og teymi hans voru að renna í gegnum gamlar skrár yfir gögn sjónaukans frá 2001 og, eins og tilviljun vildi, rákust þeir á eina handahófskennda, staka og mjög ákafa útvarpsbylgju af óþekktum uppruna. Þessi einstaka útvarpsbylgja, þó að hún vari aðeins í millisekúndu, sást gefa frá sér meiri orku en sólin myndi eftir milljón ár. Furðuleikinn við þessa FRB (hraða útvarpsbyssu) virtist aðeins vekja meiri athygli þegar teymið byrjaði að rannsaka hvaðan nákvæmlega þessi kraftmikli, millisekúndna langvarandi atburður var upphaflega kominn. 

Með mælingu á stjarnfræðilegu aukaverkuninni sem kallast plasmadreifing - ferli sem í meginatriðum ákvarðar magn rafeinda sem útvarpsbylgjur hafa komist í snertingu við á leið sinni til lofthjúps jarðar – ákváðu þeir að þessir hröðu útvarpsbylgjur hefðu farist langt út fyrir jaðar. vetrarbrautarinnar okkar. Reyndar bentu dreifingarmælingarnar til þess að hraðvirki útvarpshruninn sem sást árið 2011 hefði átt uppruna sinn í rúmlega milljarði ljósára fjarlægð. Til að setja þetta í samhengi mælir okkar eigin vetrarbraut aðeins aðeins 120,000 ljósár í þvermál. Þessar bylgjur sáust koma í 5.5 milljarða ljósára fjarlægð.

Eins spennandi og þessi uppgötvun kann að hafa virst á þeim tíma fyrir stjarneðlisfræðingasamfélagið, þá byrja nýjustu upptökur af hröðum útvarpsbylgjum, sem enn og aftur fundust í Parkes stjörnustöðinni í Ástralíu, að fylla annan mikilvægan hlut í þessari ofurgalaktísku púsluspili. Liðið í Ástralíu hefur ekki aðeins tekið upp eina af sjö hröðum útvarpsbyssum (að við vitum) frá síðustu 10 árum, heldur hefur þeim í raun tekist að ná atburðinum í rauntíma. Vegna viðbúnaðar síns gat teymið gert öðrum sjónaukum um allan heim viðvart um að beina fókus sínum að réttum hluta himinsins og framkvæma aukaskannanir á sprengingunum til að sjá hvaða (ef einhverjar) bylgjulengdir gætu greinst. 

Af þessum athugunum hafa vísindamenn lært mikilvægar upplýsingar sem segja okkur kannski ekki nákvæmlega hvaðan eða hvaðan FRB eru að koma, en gera lítið úr því sem þeir eru ekki. Sumir myndu halda því fram að það að vita hvað eitthvað er ekki sé jafn mikilvægt og að vita hvað það er, sérstaklega þegar þú ert að fást við hugsanlega hulduefnið, þar sem það er miklu minna vitað um þetta efni en nokkur önnur deild innan geimsins.

Þegar mikil skortur er á þekkingu hljóta vísindakenningar að koma fram, bæði traustar og fáránlegar. Þannig hefur það verið með dularfullu útvarpsbyssurnar, þar sem Lorimer hefur spáð því að ástandið muni aðeins fjölga sér á næsta áratug, og segir að „Um tíma munu vera fleiri kenningar en einstaklingar greindir springur. 

Jafnvel hefur heyrst hann styðja þá tilgátu að þessi sprenging gæti jafnvel verið merki um geimvera greind. Duncan Lorimer, stjarneðlisfræðingurinn sem stýrði teyminu í Parkes stjörnustöðinni og sem FRB hefur síðan verið nefndur eftir, heyrðist leika sér með þá hugmynd að þessar öldur gætu verið afleiðing af vingjarnlegum Marsbúi sem reyndi að slíta „halló“ á morgun. frá einhverri fjarlægri og fjarlægri vetrarbraut. Vitnað var í Lorimer í viðtali við NPR, þar sem hann sagði að „það hafa jafnvel verið umræður í bókmenntum um undirskriftir frá geimverum siðmenningar,“ þó að hann eigi enn eftir að staðfesta hvort hann styður þessar ásakanir að fullu. 

Reyndar virðist meirihluti vísindasamfélagsins dálítið hikandi við að leggja eitthvað lóð á vogarskálarnar í þessum, eða ef til vill, vangaveltum þar sem þær eru einmitt þær; kenningar án nokkurrar hljóðsönnunar.

Áður en það var jafnvel hægt að deila um neinar kenningar, var hins vegar almennt talið að FRB sem Lorimer hafði upphaflega safnað úr gögnunum árið 2001 af vísindamönnum (þar til nýlega) hefðu orsök og staðsetningu sem var mun staðbundnari í landslagi og jafnvel minna frumleg. að uppruna. Þó Lorimer og teymi hans hafi safnað einu tilviki af FRB úr gögnum sínum frá 2011, voru engin önnur skráð tilvik þar sem þessar útvarpsbylgjur voru framleiddar hvorki úr Parkes Observatory gagnasettinu né öðrum tækjum um allan heim. Og þar sem vitað er að vísindamenn eru mjög efins um hverja eina skýrslu eða rannsókn sem framleidd er án einhvers konar staðfestingar frá þriðja aðila, voru Lorimer-sprungurnar afskrifaðar sem tilviljun tækninnar sem hafði fyrst greint það. Þessi grunur virtist aðeins aukast þegar árið 2013 greindust önnur fjögur sprengingar af Parkes sjónaukanum, en í þetta skiptið sýndu FRB eiginleikar sem drógu mjög óþægilega líkt með útvarpstruflunum sem vitað er að er af jarðneskum uppruna: perytón.

Vísindamenn gátu ályktað af mikilli dreifingarmælingum Lorimer-sprunganna að þeir væru frá stjarnfræðilegu svæði. Tæknivísindin á bak við þessa mælingu, sem munu hjálpa til við að skilja hvers vegna þessar bylgjur voru skakkur fyrir peryton, eru í raun frekar einföld. Því lengra sem hlutur er, því meira plasma þarf hann að hafa samskipti við (þ.e. hlaðnar jónir), sem oft leiðir til dreifðs litrófs, sem þýðir að hægari tíðnirnar koma á eftir þeim hraðari. Bilið á milli þess hvenær þessir komutímar eru mun venjulega gefa til kynna upprunauppsprettu sem er innan eða utan jaðar vetrarbrautar okkar. Þessi tegund dreifingarrófs kemur almennt ekki fram með fyrirbærum sem finnast í vetrarbrautinni okkar, það er að undanskildu hið óvenjulega tilfelli af perytónum. Þrátt fyrir að hæðast sé að hegðun uppsprettu sem kemur úr geimi utan vetrarbrautarinnar, þá eru perytónar í raun af jarðneskum uppruna og, eins og Lorimer-sprungurnar, hafa þeir aðeins sést af Parkes stjörnustöðinni. 

Þú getur nú byrjað að sjá hvernig vísindamennirnir sem upphaflega lögðu til að uppspretta FRBs væri af himneskum uppruna voru farin að verða ónýt með eigin tækni, einföldum mistökum sem aðeins má rekja til skorts á fjölbreytileika í sýnatökum þeirra. Vantrúarmenn og neitandi voru fljótt að verða hikandi og hikandi við að veita þessum bylgjum utan vetrarbrautarstöðu, svo mikið sem einstakan atburð, þar til þeir höfðu staðfest að þessar öldur hefðu sést úr öðrum sjónauka á sérstökum stað. Lorimer var meira að segja sammála því að niðurstöður hans yrðu ekki gefin eins konar vísindaleg lögmæti sem samfélagið krefst fyrr en staðfesting frá annarri stjörnustöð var skráð með „mismunandi hópum [og], mismunandi búnaði.

Í nóvember 2012 bárust örvæntingarfullar bænir Lorimer og annarra vísindamanna sem voru þeirrar trúar að þessi FRB kæmu utan vetrarbrautarinnar okkar. FRB12110, hraður útvarpshruni af sama tagi sem greint er frá í Ástralíu, fannst í Arecibo stjörnustöðinni í Púertó Ríkó. Fjarlægðin milli Púertó Ríkó og Ástralíu - um það bil 17,000 kílómetrar - er einmitt það bil sem vísindamenn vonuðust til að setja á milli þess að sjá FRB, þeir gátu nú staðfest að þessar geimverubylgjulengdir væru hvorki frávik við Parkes sjónaukann né staðsetningu hans.

Nú þegar þessir FRB hafa sannað réttmæti sitt í rannsóknum á stjarneðlisfræði, er næsta skref að komast að því hvaðan þessi springur koma í raun og veru og hvað veldur þeim. Prófanir með SWIFT sjónaukanum staðfestu að 2 röntgengeislagjafar væru til staðar í átt að FRB, en fyrir utan það greindust engar aðrar bylgjulengdir. Með því að greina ekki annars konar virkni á litrófi hinna bylgjulengdanna gátu vísindamenn útilokað að margar aðrar baráttukenningar yrðu taldar gildar skýringar á uppruna FRB. 

Auk þess að fylgjast ekki með þessum sprengingum í neinni annarri bylgjulengd, uppgötvuðu þeir að FRB voru hringskautuð frekar en línuleg, sem gefur til kynna að þau hljóta líka að vera í návist einhvers öflugs segulsviðs. Í gegnum útrýmingarferlið hefur vísindamönnum tekist að skipta mögulegum upptökum þessara sprenginga í þrjá flokka: Svarthol sem hrynja (nú þekkt sem blitzar), risastórir blossar framleiddir úr segulstjörnum (nifteindastjörnum með hátt segulsvið), eða að þeir eru afleiðing árekstra nifteindastjarna og svarthola. Allar þrjár kenningarnar hafa möguleika á að vera gildar á þessum tímapunkti, þar sem upplýsingarnar sem við vitum ekki um þessar öflugu sprengingar vega enn þyngra en vitneskjan sem við höfum skráað.