Miripuko ya redio ya haraka sana isiyojulikana hutokea tena katika muda halisi

Kwa kutumia mamia ya mita katika mduara wenye pengo na kuacha alama karibu wazi juu ya uso wa Dunia, Kituo cha Kuchunguza cha Arecibo huko Puerto Rico kitaonekana kutoa mwonekano sawa kwa mtazamaji wa macho ya ndege kama vile kreta za mwezi zinavyofanya kwa jicho la mwanadamu. Ikizingatiwa kuwa ni moja wapo kubwa zaidi kwenye sayari, Kituo cha Uangalizi cha Arecibo pia ni moja ya darubini chache ambazo zinajitahidi kuweka njia ya uelewa wa kina wa uwanja ambao haujulikani kwa kiasi kikubwa-kushoto wa nafasi ya ziada. Ingawa haitumii kiasi cha nafasi inayotawala, Hifadhi ya Uangalizi ya Parkes nchini Australia (yenye kipenyo cha wastani cha 64m) pia imekuwa ikizalisha shauku kubwa miongoni mwa jumuiya ya wanaafizikia kwa karibu muongo mmoja sasa. 

Hii inatokana kwa kiasi kikubwa na mwanasayansi wa nyota Duncan Lorimer, ambaye alikuwa mmoja wa watafiti wa awali katika Hifadhi ya Uchunguzi wa Parkes kugundua aina ya kipekee na adimu ya shughuli za anga: milipuko ya redio ya haraka sana ambayo ilitoka, kama data ingependekeza, mbali na eneo la mbali sana nje ya Milky Way yetu wenyewe.

Yote yalianza mnamo 2007, wakati Lorimer na timu yake walipokuwa wakipitia rekodi za zamani za data ya darubini kutoka 2001 na, kama bahati ingeweza kutokea, walikutana na wimbi moja la redio la nasibu, moja, na kali sana la chanzo kisichojulikana. Wimbi hili la redio la umoja, ingawa lilidumu kwa milisekunde moja tu, lilionekana kutoa nishati zaidi kuliko jua lingetoa katika miaka milioni moja. Uajabu wa hii FRB (mlipuko wa kasi wa redio) ulionekana kuvutia zaidi wakati timu ilipoanza kusoma ni wapi hasa tukio hili lenye nguvu, lililodumu kwa muda wa milisekunde lilitoka hapo awali. 

Kupitia kipimo cha athari ya kiastronomia inayoitwa plasma dispersion - mchakato ambao kimsingi huamua kiasi cha mawimbi ya redio ya elektroni yamegusana nayo kwenye njia ya kuelekea angahewa la dunia - walibaini kuwa milipuko hii ya kasi ya redio imesafiri kutoka nje ya eneo. ya galaksi yetu. Kwa hakika, vipimo vya mtawanyiko vilionyesha kuwa mlipuko wa kasi wa redio ulioonekana mwaka wa 2011 ulitoka kwa zaidi ya miaka bilioni ya mwanga. Ili kuweka hili katika mtazamo, galaksi yetu wenyewe hupima tu miaka ya mwanga 120,000 katika kipenyo chake. Mawimbi haya yalionekana kutoka kwa miaka bilioni 5.5 ya mwanga.

Ingawa ugunduzi huu ulionekana kuwa wa kusisimua wakati huo kwa jumuiya ya wanafizikia, rekodi za hivi punde zaidi za milipuko ya haraka ya redio, ambazo ziligunduliwa tena katika Hifadhi ya Parkes Observatory huko Australia, zinaanza kujaza sehemu nyingine muhimu kwenye fumbo hili la ajabu. Timu nchini Australia haijarekodi moja tu ya milipuko saba ya haraka ya redio (kulingana na ufahamu wetu) kutoka kwa zaidi ya miaka 10 iliyopita, wameweza kunasa tukio hilo kwa wakati halisi. Kwa sababu ya kujiandaa kwao, timu iliweza kutahadharisha darubini nyingine kote ulimwenguni ili kuelekeza umakini wao kwenye sehemu sahihi ya anga na kufanya uchunguzi wa ziada kwenye milipuko ili kuona urefu wa mawimbi (ikiwa upo) unaweza kutambuliwa. 

Kutokana na uchunguzi huu, wanasayansi wamejifunza maelezo muhimu ambayo huenda yasituelekeze hasa ni nini au wapi FRB inatoka , lakini yanadhalilisha kile wasichokuwa nacho. Wengine wanaweza kubishana kuwa kujua kitu ambacho sio ni muhimu sawa na kujua ni nini, haswa unaposhughulika na jambo linaloweza kuwa giza, kwani kuna idadi ndogo inayojulikana juu ya mada hii kuliko kitivo kingine chochote ndani ya nafasi.

Kunapokuwa na ukosefu mkubwa wa maarifa, nadharia za kisayansi zenye sauti na upuuzi lazima zitokee. Ndivyo ilivyokuwa kwa milipuko ya ajabu ya redio, ambapo Lorimer ametabiri kwamba hali hiyo itaongezeka tu katika mwongo mmoja ujao, akisema kwamba “Kwa muda, kutakuwa na nadharia nyingi zaidi kuliko milipuko ya mtu binafsi inayogunduliwa.” 

Amesikika hata kuunga mkono dhana kwamba milipuko hii inaweza kuwa ishara ya akili ya nje. Duncan Lorimer, mwanafizikia aliyeongoza timu kwenye Parkes Observatory na ambaye FRB wamepewa jina tangu wakati huo, alisikika akicheza na dhana kwamba mawimbi haya yanaweza kuwa ni matokeo ya baadhi ya askari wa kirafiki kujaribu kujiburudisha asubuhi 'hello'. kutoka kwa galaksi fulani ya mbali na ya mbali. Lorimer alinukuliwa wakati wa mahojiano na NPR, akisema kwamba “hata kumekuwa na majadiliano katika fasihi kuhusu saini kutoka kwa ustaarabu wa nje,” ingawa bado hajathibitisha kama anaunga mkono madai haya kikamilifu. 

Kwa kweli, wengi wa jumuiya ya kisayansi inaonekana kusita kidogo kuweka uzito wowote katika haya, au yoyote kwa jambo hilo, uvumi kama wao ni kwamba tu; nadharia zisizo na uthibitisho wowote wa sauti.

Hata hivyo, kabla hata ya kuwa na nadharia zozote za kupingana, FRBs ambazo Lorimer alikusanya awali kutoka kwenye data mwaka wa 2001 ziliaminika sana na wanasayansi (hadi hivi majuzi) kuwa na sababu na eneo ambalo lilikuwa la kawaida zaidi katika ardhi na hata asili isiyo ya kawaida. asili. Ingawa Lorimer na timu yake walikuwa wamekusanya mfano mmoja wa FRB kutoka kwa data yao ya 2011, hakukuwa na matukio mengine yaliyorekodiwa ya mawimbi haya ya redio kuzalishwa kutoka ndani ya seti ya data ya Parkes Observatory au kifaa kingine chochote chenye mawazo kama hayo duniani kote. Na kwa vile wanasayansi wanajulikana kuwa na mashaka juu ya ripoti au utafiti wowote pekee uliotolewa bila uthibitisho wa mtu wa tatu, milipuko ya Lorimer ilifutwa kama matokeo ya teknolojia ambayo ilikuwa imegundua. Tuhuma hii ilionekana kuongezeka tu mnamo 2013, milipuko mingine minne iligunduliwa na darubini ya Parkes, lakini wakati huu FB walionyesha sifa ambazo zilileta ufanano mwingi wa usumbufu wa mwingiliano wa redio unaojulikana kuwa wa asili ya nchi kavu: perytons.

Wanasayansi waliweza kuhitimisha kutokana na hatua za juu za mtawanyiko wa milipuko ya Lorimer kwamba walikuwa wanatoka eneo la astronomia. Sayansi ya kiufundi nyuma ya kipimo hiki, ambayo itasaidia kuelewa kwa nini mawimbi haya yalikosewa kwa perytons, kwa kweli ni rahisi sana. Kadiri kitu kinapokuwa mbali zaidi, ndivyo plazima inavyopaswa kuingiliana nayo (yaani ioni zilizochajiwa), ambayo mara nyingi husababisha wigo uliotawanywa, ikimaanisha kwamba masafa ya polepole yatakuja baada ya yale ya haraka zaidi. Nafasi kati ya nyakati hizi za kuwasili kwa kawaida itaonyesha chanzo asili kilicho ndani au nje ya mizunguko ya galaksi yetu. Aina hii ya wigo wa mtawanyiko kwa ujumla haitokei kwa vitu vinavyopatikana ndani ya galaksi yetu, isipokuwa kwa hali isiyo ya kawaida ya peritoni. Ingawa wanadhihaki tabia ya chanzo kinachotoka katika anga ya juu zaidi, perytoni kwa kweli wana asili ya nchi kavu na, kama vile milipuko ya Lorimer, imezingatiwa na Hifadhi ya Parkes Observatory pekee. 

Sasa unaweza kuanza kuona jinsi wanasayansi ambao awali walipendekeza chanzo cha FRBs kuwa na asili ya mbinguni walivyoanza kufutwa na teknolojia yao wenyewe, kosa rahisi ambalo linaweza tu kuhusishwa na ukosefu wa tofauti ndani ya sampuli zao. Makafiri na walalahoi walikuwa wakisitasita kwa haraka juu ya kuyapa mawimbi haya hadhi ya ajabu ya ajabu, kiasi cha kuwa tukio la kipekee, hadi walipothibitisha kuonekana kwa mawimbi haya kutoka kwa darubini nyingine katika eneo tofauti. Lorimer hata alikubali kwamba matokeo yake hayatapewa aina ya uhalali wa kisayansi ambao jumuiya inadai hadi uthibitisho kutoka kwa uchunguzi mwingine urekodiwe kwa kutumia "vikundi tofauti [na], vifaa tofauti".

Mnamo Novemba 2012, maombi ya kukata tamaa ya Lorimer na watafiti wengine ambao walikuwa na imani kwamba FRB hizi zilitoka nje ya galaksi yetu zilikuwa na majibu yao. FRB12110, mlipuko wa kasi wa aina kama hiyo ulioripotiwa nchini Australia, uligunduliwa katika Kituo cha Uangalizi cha Arecibo huko Puerto Rico. Umbali kati ya Puerto Rico na Australia - takriban kilomita 17,000 - ni aina tu ya nafasi ambayo watafiti walitarajia kuweka kati ya mionekano ya FRBs, sasa wanaweza kuthibitisha kwamba urefu huu wa mawimbi ngeni haukuwa hitilafu ya darubini ya Parkes au eneo lake.

Sasa kwa kuwa FRB hizi zimethibitisha uhalali wao ndani ya utafiti wa astrofizikia, hatua inayofuata ni kujua ni wapi milipuko hii inatoka na nini inaisababisha. Upimaji kwenye darubini ya SWIFT ulithibitisha kuwa kuna vyanzo 2 vya X-rays vilivyopo kwenye mwelekeo wa FRB, lakini mbali na hayo, hakuna urefu mwingine wa mawimbi uliogunduliwa. Kwa kutogundua aina nyingine yoyote ya shughuli katika wigo wa urefu wa mawimbi mengine, wanasayansi waliweza kuwatenga nadharia zingine nyingi zinazopingana zisichukuliwe kama maelezo sahihi ya asili ya FRB. 

Mbali na kutotazama milipuko hii katika urefu mwingine wowote wa mawimbi, waligundua kuwa FRBs ziligawanywa kwa mduara badala ya mstari, kuashiria kwamba lazima ziwe mbele ya uga fulani wenye nguvu wa sumaku. Kupitia mchakato wa kuondoa, wanasayansi wameweza kugawanya vyanzo vinavyowezekana vya milipuko hii katika vikundi vitatu: Mashimo meusi yanayoanguka (sasa yanajulikana kama blitzars), miale mikubwa inayotengenezwa kutoka kwa sumaku (nyota za nyutroni zilizo na uwanja wa sumaku) ni matokeo ya migongano kati ya nyota za nyutroni na mashimo meusi. Nadharia zote tatu zina uwezo wa kuwa halali kwa wakati huu, kwa kuwa maelezo ambayo hatujui kuhusu milipuko hii yenye nguvu bado yanapita maarifa ambayo tumeorodhesha.