Неизвестные сверхбыстрые радиовсплески снова появляются в режиме реального времени

Обсерватория Аресибо в Пуэрто-Рико, простирающаяся на сотни метров по зияющей окружности, оставляющая почти пустой отпечаток на поверхности Земли, с высоты птичьего полета выглядит так же, как лунные кратеры для человеческого глаза при наблюдении с Земли. Учитывая, что это один из крупнейших на планете, обсерватория Аресибо также является одним из немногих телескопов, которые стремятся проложить путь к более глубокому пониманию в значительной степени оставшейся неизвестной области внегалактического пространства. Обсерватория Паркса в Австралии (имеющая скромные 64 м в диаметре) не так требовательна к физическому пространству, но уже почти десятилетие вызывает большой интерес у астрофизиков. 

Частично это связано с астрофизиком Дунканом Лоримером, который был одним из первых исследователей обсерватории Паркса, открывших уникальный и редкий вид космической активности: сверхбыстрые радиовсплески, которые, как следует из данных, исходили из далекого и очень далеком месте за пределами нашего Млечного Пути.

Все началось еще в 2007 году, когда Лоример и его команда просматривали старые записи данных телескопа за 2001 год и, по счастливой случайности, наткнулись на одну случайную, одиночную и очень интенсивную радиоволну неизвестного источника. Было замечено, что эта уникальная радиоволна, длящаяся всего миллисекунду, излучает больше энергии, чем Солнце за миллион лет. Странность этого FRB (быстрого радиовсплеска), казалось, только привлекла больше внимания, когда команда начала изучать, откуда именно изначально взялось это мощное событие продолжительностью в миллисекунды. 

Благодаря измерению астрономического побочного эффекта, называемого плазменной дисперсией — процесса, который по существу определяет количество электронов, с которыми радиоволны соприкасаются на пути к земной атмосфере, — они определили, что эти быстрые радиовсплески пришли далеко за пределы периметра. нашей галактики. На самом деле, измерения дисперсии показали, что быстрый радиовсплеск, наблюдавшийся в 2011 году, возник на расстоянии более миллиарда световых лет. Для сравнения: диаметр нашей собственной галактики составляет всего 120,000 5.5 световых лет. Было замечено, что эти волны исходят с расстояния XNUMX миллиардов световых лет.

Каким бы захватывающим ни казалось это открытие в то время сообществу астрофизиков, самые последние записи быстрых радиовсплесков, которые снова были зарегистрированы в обсерватории Паркса в Австралии, начинают дополнять еще одну важную часть этой внегалактической головоломки. Команда из Австралии не только записала один из семи быстрых радиовсплесков (насколько нам известно) за последние 10 лет, они фактически смогли поймать это событие в режиме реального времени. Благодаря своей готовности команда смогла предупредить другие телескопы по всему миру, чтобы они сосредоточили свое внимание на правильной части неба и выполнили дополнительное сканирование всплесков, чтобы увидеть, какие длины волн (если таковые имеются) могут быть обнаружены. 

Из этих наблюдений ученые узнали важную информацию, которая может не сказать нам точно, что и откуда берутся FRB, но дискредитирует то, чем они не являются. Некоторые утверждают, что знание того, чем что-то не является, так же важно, как и знание того, чем оно является, особенно когда вы имеете дело с потенциально темной материей, поскольку об этой теме известно гораздо меньше, чем о любой другой способности в космосе.

При большом отсутствии знаний неизбежно возникают научные теории, как здравые, так и абсурдные. Так было в случае с таинственными радиовсплесками, когда Лоример предсказал, что ситуация будет только распространяться в течение следующего десятилетия, заявив, что «какое-то время будет больше теорий, чем отдельных обнаруженных всплесков». 

Было слышно, что он даже поддерживает гипотезу о том, что эти вспышки могут быть даже признаком внеземного разума. Дункан Лоример, астрофизик, который возглавлял группу в обсерватории Паркса и в честь которого с тех пор были названы FRB, как было слышно, играл с идеей, что эти волны могут быть результатом того, что какой-то дружелюбный марсианин пытается усмирить утреннее «привет». из какой-то далекой-далекой галактики. Во время интервью NPR цитировали Лоримера, который сказал, что «в литературе даже обсуждались сигнатуры внеземных цивилизаций», хотя он еще не подтвердил, полностью ли он поддерживает эти утверждения. 

На самом деле, большая часть научного сообщества, кажется, немного колеблется придавать какое-либо значение этим или любым, если на то пошло, предположениям, поскольку они просто таковы; теории без каких-либо обоснованных доказательств.

Однако до того, как появились какие-либо теории, которые можно было бы оспорить, ученые (до недавнего времени) считали, что FRB, которые Лоример первоначально собрал из данных еще в 2001 году, имеют причину и местоположение, которые были гораздо более локальными на местности и даже менее оригинальными. по происхождению. В то время как Лоример и его команда собрали один экземпляр FRB из своих данных за 2011 год, не было других зарегистрированных случаев создания этих радиоволн ни из набора данных обсерватории Паркса, ни из каких-либо других устройств-единомышленников по всему миру. А поскольку ученые, как известно, крайне скептически относятся к любому отдельному отчету или исследованию, произведенному без какого-либо подтверждения третьей стороны, всплески Лоримера были списаны как случайность технологии, которая впервые их обнаружила. Это подозрение, казалось, только усилилось, когда в 2013 году телескоп Паркса обнаружил еще четыре всплеска, но на этот раз FRB продемонстрировали черты, которые привлекли много неприятного сходства с радиопомехами, которые, как известно, имеют земное происхождение: перитонами.

Ученые смогли сделать вывод из высокой дисперсии вспышек Лоримера, что они произошли из астрономического региона. Техническая наука, лежащая в основе этого измерения, которая поможет понять, почему эти волны были ошибочно приняты за перитоны, на самом деле довольно проста. Чем дальше находится объект, тем с большим количеством плазмы он должен взаимодействовать (т. е. с заряженными ионами), что часто приводит к рассеянному спектру, а это означает, что более медленные частоты будут прибывать после более быстрых. Промежуток времени между этими временами прихода обычно указывает на источник происхождения, который находится внутри или за пределами периметра нашей галактики. Этот тип дисперсионного спектра обычно не встречается у объектов, обнаруженных в нашей галактике, за исключением необычного случая перитонов. Хотя перитоны и высмеивают поведение источника из внегалактического пространства, на самом деле они имеют земное происхождение и, как и всплески Лоримера, наблюдались только в обсерватории Паркса. 

Теперь вы можете начать видеть, как ученые, которые первоначально предположили, что источник FRB имеет небесное происхождение, начали разрушаться из-за своей собственной технологии, простая ошибка, которую можно отнести только к отсутствию разнообразия в их выборках. Неверующие и скептики быстро становились все более и более нерешительными относительно предоставления этим волнам внегалактического статуса, вплоть до уникального события, пока они не подтвердили наблюдения этих волн с другого телескопа в другом месте. Лоример даже согласился с тем, что его открытиям не будет придана научная легитимность, которую требует сообщество, пока не будет получено подтверждение из другой обсерватории с использованием «других групп [и] другого оборудования».

В ноябре 2012 года на отчаянные молитвы Лоримера и других исследователей, которые верили, что эти FRB пришли из-за пределов нашей галактики, пришел ответ. FRB12110, быстрый радиовсплеск того же типа, о котором сообщалось в Австралии, был обнаружен в обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико. Расстояние между Пуэрто-Рико и Австралией — примерно 17,000 XNUMX километров — это именно то пространство, которое исследователи надеялись поместить между наблюдениями FRB. Теперь они могли подтвердить, что эти инопланетные длины волн не были аномалией ни телескопа Паркса, ни его местоположения.

Теперь, когда эти FRB доказали свою правомерность в рамках астрофизических исследований, следующим шагом будет выяснить, откуда на самом деле исходят эти всплески и что их вызывает. Тестирование на телескопе SWIFT подтвердило наличие двух источников рентгеновского излучения в направлении FRB, но, кроме этого, никаких других длин волн обнаружено не было. Не обнаружив никакого другого вида активности в спектре других длин волн, ученые смогли исключить многие другие конкурирующие теории из рассмотрения в качестве действительных объяснений происхождения FRB. 

Помимо того, что они не наблюдали эти всплески на любой другой длине волны, они обнаружили, что FRB имеют круговую поляризацию, а не линейную, что указывает на то, что они также должны находиться в присутствии какого-то мощного магнитного поля. В процессе исключения ученые смогли разделить возможные источники этих вспышек на три категории: коллапсирующие черные дыры (теперь известные как блицары), гигантские вспышки, вызванные магнетарами (нейтронными звездами с сильным магнитным полем), или то, что они являются результатом столкновений нейтронных звезд и черных дыр. На данный момент все три теории имеют потенциал быть верными, поскольку информация, которую мы не знаем об этих мощных всплесках, по-прежнему перевешивает знания, которые мы каталогизировали.