Letupan radio ultrafast yang tidak diketahui muncul semula dalam masa nyata

Menjangkau ratusan meter dalam lilitan ternganga meninggalkan kesan yang hampir kosong di permukaan Bumi, Balai Cerap Arecibo di Puerto Rico nampaknya menghasilkan penampilan yang sama kepada penonton mata burung seperti yang dilakukan oleh kawah bulan untuk mata manusia apabila diperhatikan dari Bumi. Memandangkan ia adalah salah satu yang terbesar di planet ini, Balai Cerap Arecibo juga merupakan salah satu daripada beberapa teleskop yang sedang berusaha untuk membuka jalan bagi pemahaman yang lebih mendalam tentang bidang ruang ekstragalaksi yang sebahagian besarnya tidak diketahui. Walaupun tidak memakan jumlah ruang fizikal yang dikuasainya, Balai Cerap Parkes di Australia (berukuran diameter sederhana 64m) juga telah menjana banyak minat dalam kalangan komuniti astrofizik selama hampir sedekad sekarang. 

Ini sebahagian besarnya disebabkan oleh ahli astrofizik Duncan Lorimer, yang merupakan salah seorang penyelidik asal di Balai Cerap Parkes telah menemui jenis aktiviti angkasa yang unik dan jarang berlaku: letupan radio ultrafast yang berasal dari, seperti yang dicadangkan oleh data, jauh dan lokasi yang sangat jauh di luar Bima Sakti kita sendiri.

Semuanya bermula pada tahun 2007, apabila Lorimer dan pasukannya menelusuri rekod lama data teleskop dari tahun 2001 dan, secara kebetulan, mereka menemui satu gelombang radio rawak, tunggal dan sangat sengit daripada sumber yang tidak diketahui. Gelombang radio tunggal ini, walaupun hanya bertahan satu milisaat, dilihat mengeluarkan lebih banyak tenaga daripada matahari dalam sejuta tahun. Keanehan FRB (letusan radio pantas) ini nampaknya hanya menarik lebih perhatian apabila pasukan mula mengkaji dari mana sebenarnya peristiwa yang berkuasa dan tahan lama milisaat ini berasal. 

Melalui pengukuran kesan sampingan astronomi yang dipanggil penyebaran plasma - satu proses yang pada asasnya menentukan jumlah elektron gelombang radio telah bersentuhan dengan sepanjang laluan mereka ke atmosfera bumi - mereka menentukan bahawa letusan radio pantas ini telah bergerak dari jauh di luar perimeter. galaksi kita. Malah, ukuran serakan menunjukkan bahawa letusan radio pantas yang diperhatikan pada tahun 2011 berasal dari lebih satu bilion tahun cahaya. Untuk meletakkan ini dalam perspektif, galaksi kita sendiri hanya mengukur diameternya hanya 120,000 tahun cahaya. Gelombang ini dilihat datang dari jarak 5.5 bilion tahun cahaya.

Walaupun penemuan ini mungkin kelihatan pada masa itu menarik bagi komuniti ahli astrofizik, rakaman terbaru letusan radio pantas, yang sekali lagi dikesan di Balai Cerap Parkes di Australia, mula mengisi satu lagi bahagian penting dalam teka-teki ekstragalaksi ini. Pasukan di Australia bukan sahaja telah merakam satu daripada tujuh radio pantas (untuk pengetahuan kami) sejak 10 tahun yang lalu, mereka sebenarnya telah dapat menangkap acara itu dalam masa nyata. Kerana kesediaan mereka, pasukan itu dapat memberi amaran kepada teleskop lain di seluruh dunia untuk mengarahkan tumpuan mereka pada bahagian langit yang betul dan melakukan imbasan subsidiari pada letusan untuk melihat (jika ada) panjang gelombang yang boleh dikesan. 

Daripada pemerhatian ini, saintis telah mempelajari maklumat penting yang mungkin tidak memberitahu kami dengan tepat apa atau dari mana asal FRB, tetapi memburukkan apa yang bukan. Ada yang berpendapat bahawa mengetahui apa yang bukan sesuatu adalah sama pentingnya dengan mengetahui perkara itu, terutamanya apabila anda berurusan dengan perkara yang berpotensi gelap, kerana terdapat lebih kurang diketahui tentang topik ini daripada mana-mana fakulti lain dalam angkasa.

Apabila terdapat ketiadaan pengetahuan yang besar, teori-teori saintifik yang baik dan tidak masuk akal pasti akan timbul. Begitulah keadaannya dengan letusan radio misteri, di mana Lorimer telah meramalkan bahawa keadaan itu hanya akan berkembang dalam dekad yang akan datang, dengan menyatakan bahawa "Untuk sementara waktu, akan ada lebih banyak teori daripada letusan yang dikesan individu." 

Dia juga telah didengari menyokong sangkaan bahawa letupan ini boleh menjadi tanda kecerdasan luar angkasa. Duncan Lorimer, ahli astrofizik yang mengetuai pasukan di Balai Cerap Parkes dan yang dinamakan FRB sejak itu, didengari mempermainkan tanggapan bahawa ombak ini mungkin hasil daripada beberapa orang Marikh yang mesra cuba mengucapkan 'hello' pagi. dari beberapa galaksi yang jauh dan jauh. Lorimer dipetik semasa temu bual dengan NPR, mengatakan bahawa "malah terdapat perbincangan dalam kesusasteraan tentang tandatangan daripada tamadun luar angkasa," walaupun dia masih belum mengesahkan sama ada dia menyokong sepenuhnya dakwaan ini. 

Malah, majoriti komuniti saintifik nampaknya agak teragak-agak untuk meletakkan sebarang berat dalam spekulasi ini, atau mana-mana dalam hal ini, kerana mereka hanya itu; teori tanpa sebarang bukti bunyi.

Walau bagaimanapun, sebelum terdapat sebarang teori untuk dipertikaikan, FRB yang asalnya dikumpul oleh Lorimer daripada data pada tahun 2001 secara meluas dipercayai oleh saintis (sehingga baru-baru ini) mempunyai sebab dan lokasi yang lebih tempatan dalam rupa bumi dan lebih kurang asal. asalnya. Walaupun Lorimer dan pasukannya telah mengumpul satu contoh FRB daripada data 2011 mereka, tiada kejadian lain yang direkodkan bagi gelombang radio ini dihasilkan sama ada dalam set data Balai Cerap Parkes atau mana-mana peranti lain yang berfikiran sama di seluruh dunia. Dan kerana saintis diketahui sangat ragu-ragu terhadap mana-mana laporan tunggal atau kajian yang dihasilkan tanpa semacam pengesahan pihak ketiga, letupan Lorimer telah dihapuskan sebagai kebetulan teknologi yang mula-mula mengesannya. Kecurigaan ini nampaknya hanya meningkat apabila pada tahun 2013, empat lagi letusan dikesan oleh teleskop Parkes, namun kali ini FRB mempamerkan ciri-ciri yang menarik banyak persamaan yang tidak selesa dengan gangguan radio yang diketahui berasal dari daratan: peryton.

Para saintis dapat menyimpulkan daripada ukuran serakan tinggi letusan Lorimer bahawa ia berasal dari kawasan astronomi. Sains teknikal di sebalik pengukuran ini, yang akan membantu memahami mengapa gelombang ini disalah anggap sebagai peryton, sebenarnya agak mudah. Semakin jauh sesuatu objek, semakin banyak plasma yang perlu berinteraksi dengannya (iaitu ion bercas), yang sering kali menghasilkan spektrum tersebar, bermakna frekuensi yang lebih perlahan akan tiba selepas yang lebih cepat. Ruang antara masa ketibaan ini biasanya akan menunjukkan sumber asal yang berada di dalam atau di luar perimeter galaksi kita. Spektrum serakan jenis ini secara amnya tidak berlaku dengan objek yang ditemui dalam galaksi kita, kecuali untuk kes peryton yang luar biasa. Walaupun mengejek kelakuan sumber yang berasal dari ruang ekstragalaksi, peryton sebenarnya berasal dari daratan dan, seperti letupan Lorimer, hanya diperhatikan oleh Balai Cerap Parkes. 

Anda kini boleh mula melihat bagaimana saintis yang pada asalnya mencadangkan sumber FRB menjadi asal usul angkasa mula dibatalkan oleh teknologi mereka sendiri, kesalahan mudah yang hanya boleh dikaitkan dengan kekurangan kepelbagaian dalam persampelan mereka. Orang yang tidak percaya dan penentang dengan cepat menjadi semakin teragak-agak untuk memberikan gelombang ini status ekstragalaksi, sama seperti peristiwa unik, sehingga mereka telah mengesahkan penampakan gelombang ini dari teleskop lain di lokasi yang berasingan. Lorimer juga bersetuju bahawa penemuannya tidak akan diberikan jenis legitimasi saintifik yang dituntut oleh komuniti sehingga pengesahan daripada balai cerap lain direkodkan menggunakan "kumpulan yang berbeza [dan], peralatan yang berbeza".

Pada November 2012, doa terdesak Lorimer dan penyelidik lain yang percaya bahawa FRB ini datang dari luar galaksi kita mendapat jawapannya. FRB12110, letusan radio pantas jenis yang sama dilaporkan di Australia, dikesan di Balai Cerap Arecibo di Puerto Rico. Jarak antara Puerto Rico dan Australia - kira-kira 17,000 kilometer - hanyalah jenis ruang yang penyelidik harapkan untuk diletakkan di antara penampakan FRB, mereka kini boleh mengesahkan bahawa panjang gelombang asing ini bukan anomali sama ada teleskop Parkes atau lokasinya.

Memandangkan FRB ini telah membuktikan kesahihannya dalam kajian astrofizik, langkah seterusnya adalah untuk mengetahui dari mana letupan ini sebenarnya datang dan apa yang menyebabkannya. Ujian di teleskop SWIFT mengesahkan terdapat 2 sumber sinar-X dalam arah FRB, tetapi selain itu, tiada panjang gelombang lain dikesan. Dengan tidak mengesan apa-apa jenis aktiviti lain dalam spektrum panjang gelombang yang lain, saintis dapat mengecualikan banyak teori lain yang bertentangan daripada dianggap sebagai penjelasan yang sah untuk asal usul FRB. 

Di samping tidak memerhatikan letusan ini dalam mana-mana panjang gelombang lain, mereka mendapati bahawa FRB adalah terkutub bulat dan bukannya linear, menunjukkan bahawa ia juga mesti berada di hadapan beberapa medan magnet yang kuat. Melalui proses penyingkiran, saintis telah dapat memecahkan kemungkinan sumber letusan ini kepada tiga kategori: Lubang hitam yang runtuh (kini dikenali sebagai blitzar), suar gergasi yang dihasilkan daripada magnetar (bintang neutron dengan medan magnet yang tinggi), atau bahawa mereka adalah hasil perlanggaran antara bintang neutron dan lohong hitam. Ketiga-tiga teori mempunyai potensi pada ketika ini untuk menjadi sah, kerana maklumat yang kita tidak tahu tentang ledakan hebat ini masih melebihi pengetahuan yang telah kita katalogkan.