Neznáme ultrarýchle rádiové impulzy sa znova objavia v reálnom čase

Zdá sa, že observatórium Arecibo v Portoriku, ktoré sa rozprestiera na stovkách metrov v rozľahlom obvode, zanechávajúc takmer prázdny odtlačok na zemskom povrchu, poskytuje vtáčej pohľade rovnaký vzhľad ako mesačné krátery ľudskému oku pri pozorovaní zo Zeme. Vzhľadom na to, že je observatórium Arecibo jedným z najväčších na planéte, je tiež jedným z mála teleskopov, ktoré sa snažia pripraviť pôdu pre hlbšie pochopenie do značnej miery vľavo neznámeho poľa extragalaktického priestoru. Hoci observatórium Parkes v Austrálii (s priemerom skromných 64 metrov) nie je také náročné, pokiaľ ide o množstvo fyzického priestoru, ktorému dominuje, už takmer desať rokov vyvoláva veľký záujem medzi komunitou astrofyzikov. 

Je to z veľkej časti spôsobené astrofyzikom Duncanom Lorimerom, ktorý bol jedným z pôvodných výskumníkov na observatóriu v Parkes, ktorý objavil jedinečný a vzácny druh vesmírnej aktivity: ultrarýchle rádiové záblesky, ktoré boli, ako by naznačovali údaje, zo vzdialenej veľmi vzdialené miesto mimo našej vlastnej Mliečnej dráhy.

Všetko sa to začalo v roku 2007, keď Lorimer a jeho tím prehľadávali staré záznamy údajov ďalekohľadu z roku 2001 a ako náhoda narazili na jednu náhodnú, jedinú a veľmi intenzívnu rádiovú vlnu neznámeho zdroja. Táto jedinečná rádiová vlna, hoci trvala len milisekundu, vyžarovala viac energie, ako by slnko vyžarovalo za milión rokov. Zvláštnosť tohto FRB (rýchleho rádiového výbuchu) pritiahla väčšiu pozornosť, keď tím začal študovať, odkiaľ presne táto silná, milisekundy trvajúca udalosť pôvodne prišla. 

Prostredníctvom merania astronomického vedľajšieho efektu nazývaného plazmová disperzia - proces, ktorý v podstate určuje množstvo elektrónov, s ktorými sa rádiové vlny dostali do kontaktu na svojej ceste do zemskej atmosféry - určili, že tieto rýchle rádiové výbuchy sa šírili ďaleko za hranice. našej galaxie. Merania rozptylu v skutočnosti ukázali, že rýchly rádiový výbuch pozorovaný v roku 2011 pochádzal zo vzdialenosti viac ako miliardy svetelných rokov. Aby sme to uviedli do perspektívy, naša vlastná galaxia meria iba 120,000 5.5 svetelných rokov vo svojom priemere. Bolo vidieť, že tieto vlny prichádzajú zo vzdialenosti XNUMX miliardy svetelných rokov.

Akokoľvek sa tento objav mohol zdať v tom čase pre komunitu astrofyzikov vzrušujúci, najnovšie záznamy rýchlych rádiových vzplanutí, ktoré boli opäť zistené na observatóriu Parkes v Austrálii, začínajú zapĺňať ďalší dôležitý kúsok tejto extragalaktickej skladačky. Tím v Austrálii nielenže zaznamenal jeden zo siedmich rýchlych rádiových impulzov (podľa našich vedomostí) za posledných 10 rokov, ale dokonca bol schopný zachytiť udalosť v reálnom čase. Vďaka svojej pripravenosti bol tím schopný upozorniť ďalšie teleskopy na celom svete, aby nasmerovali svoje zameranie na správnu časť oblohy a vykonali doplnkové skenovanie výbuchov, aby zistili, ktoré (ak nejaké) vlnové dĺžky možno zistiť. 

Z týchto pozorovaní sa vedci dozvedeli dôležité informácie, ktoré nám nemusia presne povedať, čo alebo odkiaľ FRB pochádzajú, ale diskreditujú to, čo nie. Niektorí by tvrdili, že vedieť, čo niečo nie je, je rovnako dôležité ako vedieť, čo to je, najmä keď sa zaoberáte potenciálne temnou hmotou, keďže o tejto téme sa vie oveľa menej ako o ktorejkoľvek inej fakulte vo vesmíre.

Keď je veľká absencia vedomostí, nevyhnutne vzniknú vedecké teórie, zdravé aj absurdné. Tak to bolo aj v prípade záhadných rádiových výbuchov, kde Lorimer predpovedal, že situácia sa bude v nasledujúcom desaťročí len rozširovať, pričom uviedol, že „na chvíľu bude existovať viac teórií ako jednotlivých zistených výbuchov“. 

Dokonca sa nechal počuť, aby podporil domnienku, že tieto výbuchy môžu byť dokonca znakom mimozemskej inteligencie. Duncan Lorimer, astrofyzik, ktorý viedol tím na observatóriu v Parkes a po ktorom sú FRB odvtedy pomenované, sa pohrával s myšlienkou, že tieto vlny by mohli byť výsledkom nejakého priateľského marťana, ktorý sa pokúšal ranné „ahoj“. z nejakej ďalekej a vzdialenej galaxie. Lorimer bol citovaný počas rozhovoru pre NPR, keď povedal, že „v literatúre sa dokonca diskutovalo o podpisoch mimozemských civilizácií“, hoci ešte nepotvrdil, či tieto obvinenia plne podporuje. 

V skutočnosti sa zdá, že väčšina vedeckej komunity trochu váha, či prikladať akúkoľvek váhu týmto alebo iným špekuláciám, keďže sú práve také; teórie bez akéhokoľvek zvukového dôkazu.

Predtým, ako existovali nejaké teórie, ktoré by bolo možné spochybniť, však FRB, ktoré Lorimer pôvodne zhromaždil z údajov v roku 2001, sa medzi vedcami (až donedávna) všeobecne domnievalo, že majú príčinu a miesto, ktoré je v teréne oveľa lokálnejšie a ešte menej originálne. v pôvode. Zatiaľ čo Lorimer a jeho tím zhromaždili jednu inštanciu FRB zo svojich údajov z roku 2011, neboli zaznamenané žiadne ďalšie zaznamenané prípady týchto rádiových vĺn, ktoré by boli produkované buď v rámci súboru údajov Parkes Observatory, alebo iných podobne zmýšľajúcich zariadení na celom svete. A keďže je známe, že vedci sú veľmi skeptickí voči akejkoľvek jedinej správe alebo štúdii vyrobenej bez nejakého potvrdenia treťou stranou, výbuchy Lorimera boli odpísané ako náhoda technológie, ktorá ich prvýkrát odhalila. Zdá sa, že toto podozrenie sa len zvýšilo, keď v roku 2013 zaznamenal Parkesov teleskop ďalšie štyri výbuchy, no tentoraz FRB vykazovali znaky, ktoré priniesli veľa nepríjemných podobností s rádiovým rušením, o ktorom je známe, že je pozemského pôvodu: perytóny.

Vedci dokázali na základe vysokých mier rozptylu výbuchov Lorimer usúdiť, že pochádzajú z astronomickej oblasti. Technická veda za týmto meraním, ktorá pomôže pochopiť, prečo boli tieto vlny zamenené za perytóny, je v skutočnosti celkom jednoduchá. Čím ďalej je objekt, tým viac plazmy musí interagovať (tj nabité ióny), čo často vedie k rozptýlenému spektru, čo znamená, že pomalšie frekvencie prídu po rýchlejších. Priestor medzi týmito časmi príchodu bude zvyčajne indikovať zdroj pôvodu, ktorý je vo vnútri alebo mimo perimetrov našej galaxie. Tento typ rozptylového spektra sa vo všeobecnosti nevyskytuje u objektov nachádzajúcich sa v našej galaxii, teda s výnimkou nezvyčajného prípadu perytónov. Aj keď sa posmievajú správaniu zdroja, ktorý pochádza z extragalaktického priestoru, perytóny sú v skutočnosti pozemského pôvodu a podobne ako výbuchy Lorimer ich pozorovalo iba observatórium v ​​Parkes. 

Teraz môžete začať vidieť, ako vedci, ktorí pôvodne navrhli zdroj FRB nebeského pôvodu, začali rušiť ich vlastnou technológiou, čo je jednoduchá chyba, ktorú možno pripísať iba nedostatku rozmanitosti v ich vzorkách. Neveriaci a odporcovia rýchlo začali čoraz viac váhať s udelením extragalaktického štatútu týmto vlnám, až po jedinečnú udalosť, kým nepotvrdili pozorovanie týchto vĺn z iného ďalekohľadu na samostatnom mieste. Lorimer dokonca súhlasil s tým, že jeho zistenia nebudú mať takú vedeckú legitimitu, akú vyžaduje komunita, kým sa nezaznamená potvrdenie z iného observatória pomocou „rôznych skupín [a] rôznych zariadení“.

V novembri 2012 zúfalé modlitby Lorimera a ďalších výskumníkov, ktorí boli presvedčení, že tieto FRB pochádzajú z oblastí mimo našej galaxie, mali svoju odpoveď. FRB12110, rýchly rádiový záblesk rovnakého druhu zaznamenaný v Austrálii, bol zistený na observatóriu Arecibo v Portoriku. Vzdialenosť medzi Portorikom a Austráliou - približne 17,000 XNUMX kilometrov - je presne taký priestor, ktorý výskumníci dúfali umiestniť medzi pozorovania FRB, teraz mohli potvrdiť, že tieto cudzie vlnové dĺžky neboli anomáliou ani Parkesovho teleskopu, ani jeho polohy.

Teraz, keď tieto FRB preukázali svoju legitimitu v rámci štúdia astrofyziky, ďalším krokom je zistiť, odkiaľ tieto výbuchy skutočne pochádzajú a čo ich spôsobuje. Testovanie na ďalekohľade SWIFT potvrdilo, že v smere FRB sú prítomné 2 zdroje röntgenového žiarenia, ale okrem toho neboli zistené žiadne iné vlnové dĺžky. Tým, že vedci nezistili žiadny iný druh aktivity v spektre iných vlnových dĺžok, boli schopní vylúčiť mnohé ďalšie súperiace teórie z toho, aby sa považovali za platné vysvetlenia pôvodu FRB. 

Okrem toho, že nepozorovali tieto výbuchy v žiadnej inej vlnovej dĺžke, zistili, že FRB boli skôr kruhovo polarizované než lineárne, čo naznačuje, že musia byť aj v prítomnosti nejakého silného magnetického poľa. Prostredníctvom procesu eliminácie sa vedcom podarilo rozdeliť možné zdroje týchto výbuchov do troch kategórií: kolabujúce čierne diery (teraz známe ako blitzary), obrovské erupcie vyrobené z magnetarov (neutrónové hviezdy s vysokým magnetickým poľom) alebo sú výsledkom zrážok medzi neutrónovými hviezdami a čiernymi dierami. Všetky tri teórie majú v tomto bode potenciál byť platné, pretože informácie, ktoré o týchto silných výbuchoch nevieme, stále prevažujú nad poznatkami, ktoré máme katalogizované.