Neznani ultrahitri radijski izbruhi se ponovno pojavijo v realnem času

Observatorij Arecibo v Portoriku, ki se razteza na stotine metrov v zevajočem obodu in pušča skoraj prazen odtis na zemeljskem površju, se zdi, da ptičji opazovalcu daje enak videz kot lunini kraterji za človeško oko, opazovano z Zemlje. Glede na to, da je observatorij Arecibo eden največjih na planetu, je tudi eden redkih teleskopov, ki si prizadeva utreti pot globljemu razumevanju večinoma levo neznanega polja zunajgalaktičnega vesolja. Observatorij Parkes v Avstraliji (ki meri skromnih 64 m v premeru) že skoraj desetletje vzbuja veliko zanimanja med skupnostjo astrofizikov, čeprav ni tako potraten glede količine fizičnega prostora, ki ga obvladuje. 

To je deloma posledica astrofizika Duncana Lorimerja, ki je bil eden od prvotnih raziskovalcev na observatoriju Parkes, ki je odkril edinstveno in redko vrsto vesoljske dejavnosti: ultra hitre radijske izbruhe, ki so bili, kot kažejo podatki, daleč in zelo oddaljeni lokaciji zunaj naše Rimske ceste.

Vse se je začelo leta 2007, ko je Lorimer s svojo ekipo brskal po starih zapisih podatkov teleskopa iz leta 2001 in po naključju naletel na en naključen, en sam in zelo intenziven radijski val neznanega vira. Ta edini radijski val, čeprav je trajal le milisekundo, je bilo ugotovljeno, da oddaja več energije, kot bi jo sonce v milijonih letih. Zdi se, da je nenavadnost tega FRB (hitrega radijskega izbruha) le pritegnila več pozornosti, ko je ekipa začela preučevati, od kod točno je ta močan, milisekunde trajajoč dogodek prvotno prišel. 

Z meritvijo astronomskega stranskega učinka, imenovanega plazemska disperzija - proces, ki v bistvu določa količino elektronov, s katerimi so radijski valovi prišli v stik na svoji poti do zemeljske atmosfere - so ugotovili, da so ti hitri radijski izbruhi pripotovali daleč izven perimetrov naše galaksije. Pravzaprav so meritve disperzije pokazale, da je hitri radijski izbruh, opažen leta 2011, izviral iz več kot milijarde svetlobnih let oddaljenosti. Če pogledamo to v perspektivo, naša lastna galaksija meri v svojem premeru samo 120,000 svetlobnih let. Videli so, da ti valovi prihajajo iz oddaljenosti 5.5 milijarde svetlobnih let.

Čeprav se je to odkritje morda takrat zdelo vznemirljivo za skupnost astrofizikov, najnovejši posnetki hitrih radijskih izbruhov, ki so bili znova zaznani na observatoriju Parkes v Avstraliji, začenjajo zapolnjevati še en pomemben del te zunajgalaktične uganke. Ekipa v Avstraliji ni le posnela enega od edinih sedmih hitrih radijskih izbruhov (kolikor nam je znano) v zadnjih 10 letih, ampak jim je dejansko uspelo ujeti dogodek v realnem času. Zaradi svoje pripravljenosti je ekipa lahko opozorila druge teleskope po vsem svetu, da so se osredotočili na pravilen del neba in opravili pomožna skeniranja izbruhov, da bi videli, katere (če sploh) valovne dolžine je mogoče zaznati. 

Iz teh opazovanj so znanstveniki izvedeli pomembne informacije, ki nam morda ne povedo natančno, od kod prihajajo FRB, vendar diskreditirajo tisto, kar niso. Nekateri bi trdili, da je vedeti, kaj nekaj ni, enako pomembno kot vedeti, kaj je, zlasti ko imate opravka s potencialno temno snovjo, saj je o tej temi znanega veliko manj kot katera koli druga fakulteta v vesolju.

Ob velikem pomanjkanju znanja se zagotovo pojavijo zdrave in absurdne znanstvene teorije. Tako je bilo v primeru skrivnostnih radijskih izbruhov, kjer je Lorimer napovedal, da se bo stanje v naslednjem desetletju samo še povečalo, in izjavil, da bo "nekaj časa več teorij kot posameznih zaznanih izbruhov." 

Slišali so ga celo, da podpira domnevo, da bi ti izbruhi lahko bili celo znak nezemeljske inteligence. Duncan Lorimer, astrofizik, ki je vodil ekipo na observatoriju Parkes in po katerem so FRB od takrat poimenovali, se je poigraval z mislijo, da bi lahko bili ti valovi posledica poskusa nekega prijaznega Marsovca, ki bi moral izgovoriti jutranji 'zdravo'. iz neke daljne galaksije. Lorimer je bil citiran med intervjujem za NPR, ko je dejal, da "so v literaturi celo razprave o podpisih nezemeljskih civilizacij", čeprav mora še potrditi, ali v celoti podpira te obtožbe. 

Pravzaprav se zdi, da večina znanstvene skupnosti nekoliko okleva, da bi dala kakršno koli težo tem ali katerim koli špekulacijam, saj so prav to; teorije brez trdnih dokazov.

Preden so sploh obstajale kakršne koli teorije, ki bi jih lahko izpodbijali, so znanstveniki (do nedavnega) na splošno verjeli, da imajo FRB-ji, ki jih je Lorimer prvotno zbral iz podatkov leta 2001, vzrok in lokacijo, ki sta bila veliko bolj lokalna na terenu in celo manj izvirna. v izvoru. Medtem ko sta Lorimer in njegova ekipa zbrala en primerek FRB iz svojih podatkov iz leta 2011, ni bilo drugih zabeleženih primerkov teh radijskih valov, ki bi bili proizvedeni niti iz nabora podatkov observatorija Parkes ali katere koli druge podobno misleče naprave po vsem svetu. In ker je znano, da so znanstveniki zelo skeptični do vsakega edinega poročila ali študije, izdelane brez kakršne koli potrditve tretje strani, so bili izbruhi Lorimerja odpisani kot naključje tehnologije, ki ga je prva zaznala. Zdelo se je, da se je ta sum samo še povečal, ko je leta 2013 teleskop Parkes zaznal še štiri izbruhe, vendar so tokrat FRB-ji pokazali lastnosti, ki so pritegnile veliko neprijetnih podobnosti z radijsko motnjo, za katero je znano, da je zemeljskega izvora: peritoni.

Znanstveniki so iz meritev visoke razpršenosti izbruhov Lorimerja lahko sklepali, da prihajajo iz astronomske regije. Tehnična znanost za to meritvijo, ki bo pomagala razumeti, zakaj so te valove zamenjali za peritone, je pravzaprav precej preprosta. Bolj ko je predmet oddaljen, več plazme mora komunicirati (tj. z nabitimi ioni), kar pogosto povzroči razpršen spekter, kar pomeni, da bodo počasnejše frekvence prispele za hitrejšimi. Presledek med temi časi prihoda bo običajno nakazal izvorni vir, ki je znotraj ali zunaj oboda naše galaksije. Ta vrsta disperzijskega spektra se na splošno ne pojavlja pri predmetih, ki jih najdemo v naši galaksiji, razen v nenavadnem primeru peritonov. Čeprav se norčujejo iz obnašanja vira, ki izvira iz zunajgalaktičnega vesolja, so peritoni v resnici zemeljskega izvora in jih je, tako kot izbruhe Lorimerja, opazoval le observatorij Parkes. 

Zdaj lahko začnete videti, kako je znanstvenike, ki so prvotno predlagali, da je vir FRB nebesnega izvora, začela razveljaviti njihova lastna tehnologija, preprosta napaka, ki jo je mogoče pripisati le pomanjkanju raznolikosti v njihovih vzorcih. Nejeverniki in nasprotniki so hitro postajali vedno bolj obotavljajoči glede podelitve ekstragalaktičnega statusa teh valov, tako kot edinstvenega dogodka, dokler niso potrdili opažanja teh valov z drugega teleskopa na ločeni lokaciji. Lorimer se je celo strinjal, da njegovim ugotovitvam ne bo dana takšna znanstvena legitimnost, kot jo zahteva skupnost, dokler ne bo zabeležena potrditev iz drugega observatorija z uporabo "različnih skupin [in] drugačne opreme".

Novembra 2012 so obupane molitve Lorimerja in drugih raziskovalcev, ki so bili prepričani, da ti FRB prihajajo izven naše galaksije, dobile svoj odgovor. FRB12110, hiter radijski izbruh iste vrste, o katerem so poročali v Avstraliji, so zaznali na observatoriju Arecibo v Portoriku. Razdalja med Portorikom in Avstralijo - približno 17,000 kilometrov - je ravno tak prostor, ki so ga raziskovalci upali postaviti med opazovanja FRB-jev, zdaj pa lahko potrdijo, da te tuje valovne dolžine niso bile anomalija niti teleskopa Parkes niti njegove lokacije.

Zdaj, ko so ti FRB dokazali svojo legitimnost v študiji astrofizike, je naslednji korak ugotoviti, od kod ti izbruhi dejansko prihajajo in kaj jih povzroča. Testiranje na teleskopu SWIFT je potrdilo, da sta v smeri FRB prisotna 2 vira rentgenskih žarkov, vendar razen tega niso bile zaznane nobene druge valovne dolžine. Ker niso zaznali nobene druge vrste dejavnosti v spektru drugih valovnih dolžin, so znanstveniki lahko izključili številne druge nasprotujoče si teorije, da bi jih obravnavali kot veljavne razlage za izvor FRB. 

Poleg tega, da teh izbruhov niso opazili na nobeni drugi valovni dolžini, so odkrili, da so bili FRB krožno polarizirani in ne linearni, kar kaže, da morajo biti tudi v prisotnosti močnega magnetnega polja. S postopkom izločanja je znanstvenikom uspelo razčleniti možne vire teh izbruhov v tri kategorije: sesedajoče črne luknje (zdaj znane kot bliskavice), velikanske izbruhe, ki jih proizvajajo magnetarji (nevtronske zvezde z močnim magnetnim poljem) ali so posledica trkov med nevtronskimi zvezdami in črnimi luknjami. Vse tri teorije imajo potencial, da so na tej točki veljavne, saj informacije, ki jih ne vemo o teh močnih izbruhih, še vedno prevladajo nad znanjem, ki smo ga katalogizirali.