Невідомі надшвидкісні радіосплески знову з’являються в режимі реального часу

Обсерваторія Аресібо в Пуерто-Ріко, що охоплює сотні метрів зяючою окружністю, залишаючи майже порожній відбиток на поверхні Землі, здається, що для глядача з висоти пташиного польоту виглядає так само, як місячні кратери для людського ока, якщо спостерігати з Землі. Вважаючи, що обсерваторія Аресібо є однією з найбільших на планеті, вона також є одним із небагатьох телескопів, які прагнуть прокласти шлях до глибшого розуміння переважно лівого невідомого поля позагалактичного простору. Незважаючи на те, що обсерваторія Паркс в Австралії (зі скромними 64 м у діаметрі) займає не так багато фізичного простору, вона також викликає великий інтерес серед спільноти астрофізиків уже майже десять років. 

Частково це сталося завдяки астрофізику Дункану Лорімеру, який був одним із перших дослідників обсерваторії Паркс, який виявив унікальний і рідкісний вид космічної активності: надшвидкісні радіосплески, які, як свідчать дані, були від далекого та дуже віддалене місце за межами нашого Чумацького Шляху.

Все почалося ще в 2007 році, коли Лорімер і його команда переглядали старі записи даних телескопа за 2001 рік і випадково натрапили на одну випадкову, єдину і дуже інтенсивну радіохвилю невідомого джерела. Було помічено, що ця єдина радіохвиля, хоч і тривала лише мілісекунда, випромінювала більше енергії, ніж Сонце за мільйон років. Дивність цього FRB (швидкого радіовибуху), здавалося, привернула більше уваги, коли команда почала вивчати, звідки саме спочатку виникла ця потужна подія, яка тривала мілісекунди. 

Завдяки вимірюванню астрономічного побічного ефекту, який називається дисперсією плазми – процес, який по суті визначає кількість електронів, з якими радіохвилі стикаються на своєму шляху до земної атмосфери – вони визначили, що ці швидкі радіосплески поширювали далеко за периметри нашої галактики. Насправді вимірювання дисперсії показали, що швидкий радіоспалах, який спостерігався в 2011 році, виник на відстані понад мільярд світлових років. Щоб пояснити це в перспективі, наша власна галактика має діаметр лише 120,000 5.5 світлових років. Вважалося, що ці хвилі надходять із відстані XNUMX мільярдів світлових років.

Яким би захоплюючим не здавалося тоді це відкриття для спільноти астрофізиків, останні записи швидких радіосплесків, які знову були виявлені в обсерваторії Паркс в Австралії, починають заповнювати ще одну важливу частину цієї позагалактичної загадки. Команда в Австралії не лише записала один із семи швидких радіосплесків (наскільки нам відомо) за останні 10 років, вони фактично змогли зафіксувати подію в режимі реального часу. Завдяки своїй підготовленості команда змогла сповістити інші телескопи в усьому світі, щоб вони сфокусувалися на правильній частині неба та провели допоміжне сканування спалахів, щоб побачити, які (якщо такі є) довжини хвиль можна виявити. 

З цих спостережень вчені отримали важливу інформацію, яка може не сказати нам точно, звідки походять FRB, але дискредитує те, чим вони не є. Дехто заперечить, що знати, чим щось не є, так само важливо, як і знати, що це таке, особливо коли ви маєте справу з потенційно темною матерією, оскільки про цю тему відомо набагато менше, ніж про будь-який інший факультет у космосі.

Коли існує велика нестача знань, неминуче виникають наукові теорії, як обґрунтовані, так і абсурдні. Так було з таємничими радіоспалахами, де Лорімер передбачив, що ситуація лише поширюватиметься протягом наступного десятиліття, заявивши, що «деякий час буде більше теорій, ніж окремих виявлених спалахів». 

Він навіть підтвердив припущення, що ці спалахи можуть навіть бути ознакою позаземного розуму. Дункан Лорімер, астрофізик, який очолював команду в обсерваторії Паркс і на честь якого з тих пір названо FRB, припускав, що ці хвилі могли бути результатом спроби якогось доброзичливого марсіанина передати ранкове «привіт». з якоїсь далекої галактики. Під час інтерв’ю NPR Лорімер сказав, що «в літературі навіть були дискусії щодо сигнатур позаземних цивілізацій», хоча він ще не підтвердив, чи повністю підтримує ці звинувачення. 

Насправді більшість наукової спільноти, здається, трохи вагається, чи варто надавати будь-яку вагу цим або будь-яким іншим спекуляціям, оскільки вони є саме такими; теорії без жодних доказів.

Однак до того, як з’явилися будь-які теорії, які можна було б заперечити, вчені (донедавна) вважали, що FRB, які Лорімер спочатку зібрав із даних ще в 2001 році, мали причину та розташування, які були набагато більш локальними в місцевості та навіть менш оригінальними за походженням. Хоча Лорімер і його команда зібрали один випадок FRB зі своїх даних 2011 року, не було інших зареєстрованих випадків вироблення цих радіохвиль ні з набору даних обсерваторії Parkes, ні з інших подібних пристроїв у всьому світі. І оскільки вчені, як відомо, дуже скептично ставляться до будь-якого окремого звіту чи дослідження, зробленого без будь-якого підтвердження третьою стороною, спалахи Лорімера були списані як випадковість технології, яка першою їх виявила. Здавалося, що ця підозра тільки посилилася, коли в 2013 році телескоп Parkes зафіксував ще чотири спалахи, але цього разу FRB продемонстрували риси, які мали багато незручних подібностей до радіоперешкод, які, як відомо, мають земне походження: перитони.

За високою дисперсією спалахів Лорімера вчені змогли зробити висновок, що вони були з астрономічного регіону. Технічна наука, що стоїть за цим вимірюванням, яка допоможе зрозуміти, чому ці хвилі помилково прийняли за перитони, насправді досить проста. Чим далі знаходиться об’єкт, тим більше плазми йому доводиться взаємодіяти (тобто заряджених іонів), що часто призводить до розсіяного спектру, тобто повільніші частоти надходять після швидших. Проміжок між цими часами прибуття зазвичай вказує на джерело походження, яке знаходиться всередині або за межами периметрів нашої галактики. Цей тип дисперсійного спектра зазвичай не зустрічається з об’єктами, знайденими в нашій галактиці, за винятком незвичайного випадку перитонів. Незважаючи на висміювання поведінки джерела, яке походить із позагалактичного простору, перитони насправді мають земне походження і, як і спалахи Лорімера, спостерігалися лише обсерваторією Паркса. 

Тепер ви можете побачити, як вчені, які спочатку припускали, що джерело FRB має небесне походження, почали руйнуватися своєю власною технологією, проста помилка, яку можна віднести лише до відсутності різноманітності в їхніх вибірках. Невіруючі та скептики швидко дедалі більше вагалися щодо надання цим хвилям позагалактичного статусу, аж до унікальної події, поки вони не підтвердили спостереження цих хвиль з іншого телескопа в іншому місці. Лорімер навіть погодився, що його висновки не отримають такої наукової легітимності, якої вимагає спільнота, доки не буде записано підтвердження з іншої обсерваторії за допомогою «інших груп [і] іншого обладнання».

У листопаді 2012 року відчайдушні молитви Лорімера та інших дослідників, які вірили, що ці FRB прийшли з-за меж нашої галактики, отримали відповідь. FRB12110, швидкий радіосплеск такого ж типу, зареєстрований в Австралії, був виявлений в обсерваторії Аресібо в Пуерто-Ріко. Відстань між Пуерто-Ріко та Австралією – приблизно 17,000 XNUMX кілометрів – це саме той простір, який дослідники сподівалися помістити між спостереженнями FRB, тепер вони можуть підтвердити, що ці довжини хвиль прибульців не були аномалією ані телескопа Parkes, ані його розташування.

Тепер, коли ці FRB довели свою легітимність у вивченні астрофізики, наступним кроком буде з’ясувати, звідки насправді походять ці спалахи та що їх викликає. Тестування на телескопі SWIFT підтвердило наявність двох джерел рентгенівського випромінювання в напрямку FRB, але крім цього, інших довжин хвиль виявлено не було. Не виявивши жодного іншого виду активності в спектрі інших довжин хвиль, вчені змогли виключити багато інших конкуруючих теорій з того, що вони вважаються дійсними поясненнями походження FRB. 

На додаток до того, що вони не спостерігали ці спалахи на будь-якій іншій довжині хвилі, вони виявили, що FRB були круговою поляризацією, а не лінійною, що вказує на те, що вони також повинні бути в присутності якогось потужного магнітного поля. Завдяки процесу усунення вчені змогли розділити можливі джерела цих спалахів на три категорії: колапсуючі чорні діри (тепер відомі як блискавки), гігантські спалахи, створені магнітарами (нейтронними зірками з сильним магнітним полем), або те, що вони є результатом зіткнень нейтронних зірок і чорних дір. Усі три теорії на даний момент мають потенціал бути дійсними, оскільки інформація, яку ми не знаємо про ці потужні спалахи, все ще переважує знання, які ми зареєстрували.