Astrofizycy zastanawiali się nad naturą tajemniczych sygnałów kosmicznych od 15 lat, których źródła znajdują się miliardy lat świetlnych od naszej galaktyki. Nowe badanie ujawnia kilka interesujących szczegółów dotyczących tego niezwykłego zjawiska.
Od 2002 roku naukowcy próbują zrozumieć naturę tajemniczych szybkich rozbłysków radiowych (FRB) - wysokoenergetycznych impulsów trwających zaledwie kilka milisekund, które pochodzą z galaktyk znajdujących się miliardy lat świetlnych od Drogi Mlecznej. Chociaż w ciągu ostatnich 15 lat zarejestrowano tylko kilka takich zjawisk, nowe badania sugerują, że szybkie rozbłyski radiowe mogą być jednym z głównych „elementów” przestrzeni w widzialnym Wszechświecie, występującym mniej więcej raz na sekundę.
Co to są szybkie rozbłyski radiowe
Do dziś naukowcy wciąż debatują, co tak naprawdę powoduje FRB. Najpopularniejsza teoria głosi, że są one spowodowane przez szybko rotujące gwiazdy neutronowe z niezwykle silnymi polami magnetycznymi zwanymi magnetarami. Oczywiście niektórzy są przekonani, że rozbłyski radiowe są wynikiem pracy ogromnych instalacji ksenocywilizacji, które w ten sposób poszukują innych inteligentnych form życia we Wszechświecie. Przez długi czas astronomowie myśleli, że FRB pojawiły się jako konsekwencja katastrof na skalę kosmiczną, takich jak wybuchy supernowych. Jednak ta hipoteza została obalona przez badanie FRB 121102, obiektu, który wytwarza rozbłyski radiowe z zaskakującą regularnością. W zeszłym miesiącu zespół naukowcówpracując nad Breakthrough Listen Project (10-letnia misja poszukiwania pozaziemskich danych wywiadowczych) odkryto 15 nowych źródeł rozbłysków radiowych z wyżej wymienionego źródła. Do tej pory tylko 23 źródła FRB były znane nauce, co samo w sobie mówi o trudnościach w wykrywaniu tych dziwnych sygnałów.
Korzystając z danych dotyczących FRB 121102 i innych znanych źródeł FRB, Anastasia Fialkov i Avi Loeb z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics obliczyli, ile FRB może istnieć w obserwowalnej części Wszechświata. Ich nowa praca została opublikowana w The Astrophysical Journal Letters. W oficjalnym komunikacie prasowym Anastasia zauważa, że jeśli wyniki badania są prawdziwe, to przestrzeń „jest pełna rozbłysków radiowych, jak paparazzi fotografujący celebrytę”, ale zamiast emisji światła manifestują się one w postaci fal radiowych. Naukowcy wyszli z hipotezy, że FRB 121102 jest obiektem znajdującym się w karłowatej, ubogiej w metale galaktyce oddalonej o około 3 miliardy lat świetlnych.
FRB 121102: źródło ponad trzy miliardy lat świetlnych
Film promocyjny:
Dlaczego wybór padł na coś tak niejasnego i odległego? Problem w tym, że astronomowie nie mieli wyboru: ten obiekt jest obecnie jedynym źródłem szybkich rozbłysków radiowych, dla których określono macierzystą galaktykę i odległość do Drogi Mlecznej. Ponadto, według Loeba, jest to „jedyne powtarzające się źródło FRB, które zarejestrowało setki sygnałów”. Widmo radiowe jego błysków skupia się na charakterystycznej, dość wąskiej częstotliwości, co pomogło badaczom skupić się na obiekcie.
Według astronoma, jeśli ludzkość otrzyma możliwość zbadania choćby niewielkiej części takich źródeł sygnałów kosmicznych, będzie w stanie nie tylko rozwikłać ich pochodzenie, ale także odpowiedzieć na wiele innych pytań dotyczących kosmosu. Na przykład szybkie rozbłyski radiowe można wykorzystać do pomiaru liczby wolnych elektronów w stosunku do źródła, co pozwala naukowcom zmierzyć gęstość materii między różnymi galaktykami we Wszechświecie. Ponadto rozbłyski radiowe mogą posłużyć do badania historii kosmosu: pozwolą poznać okres, w którym promieniowanie UV z pierwszych gwiazd zniszczyło atomy wodoru pozostałe po Wielkim Wybuchu, rozkładając je na protony i elektrony.
Krytyka badawcza i jej przyszłość
Andrew Siemion, dyrektor Berkeley Research Center, zgadza się z wnioskiem nowego badania. Wierzy też, że szybkie rozbłyski radiowe pomogą w przyszłości w eksploracji kosmosu. Nie obyło się jednak bez zdrowej krytyki: Emily Petroff, badaczka z Holenderskiego Instytutu Radioastronomii (ASTRON), zwraca uwagę, że choć sama praca wnosi znaczący wkład we współczesną astronomię, brakuje jej danych statystycznych. Nie wszystkie źródła FRB mogą zachowywać się jak obiekt 121102, więc jest za wcześnie na stawianie konkretnych tez, nawet na poziomie hipotez.
Na szczęście dzięki projektom takim jak CHIME i SKA badacze będą mieli narzędzia potrzebne do gromadzenia większej ilości informacji w najbliższej przyszłości.
Wasilij Makarow