Astrofysiikot ovat hämmentäneet salaperäisten kosmisten signaalien luonnetta 15 vuoden ajan, joiden lähteet sijaitsevat miljardeja valovuosia galaksistamme. Uusi tutkimus paljastaa mielenkiintoisia yksityiskohtia tästä epätavallisesta ilmiöstä.
Vuodesta 2002 tutkijat ovat yrittäneet ymmärtää salaperäisten nopeiden radiopurkujen (FRB) luonnetta - vain muutaman millisekunnin korkean energian pulsseja, jotka ovat peräisin galakseista miljardeja valovuosia Linnunradalta. Vaikka viimeisen 15 vuoden aikana on tallennettu vain kourallinen tällaisia ilmiöitä, uudet tutkimukset viittaavat siihen, että nopeat radiopurskeet voivat olla yksi näkyvän maailmankaikkeuden tärkeimmistä avaruuden "elementeistä", joita tapahtuu noin sekunnissa.
Mitkä ovat nopeat radiopurskeet
Tähän päivään mennessä tutkijat keskustelevat edelleen siitä, mikä todella aiheuttaa FRB: tä. Suosituin teoria on, että ne johtuvat nopeasti pyörivistä neutronitähteistä, joiden magneettikenttä on epätavallisen voimakas ja jota kutsutaan magneetteiksi. Jotkut ovat tietysti vakuuttuneita siitä, että radiopurskaukset ovat tulosta valtavista ksenosivilisaatiopalveluista, jotka etsivät siten muita älykkäitä elämänmuotoja maailmankaikkeudessa. Astronomit uskoivat pitkään, että FRB: t ilmestyivät kosmisen mittakaavan katastrofien, kuten supernoovan räjähdysten, seurauksena. Mutta tämä hypoteesi on kumottu tutkimuksella FRB 121102, esine, joka tuottaa radiopurskeita yllättävän säännöllisyydellä. Viime kuussa tutkijaryhmäBreakthrough Listen -projektin (kymmenvuotinen operaatio etsimällä maan ulkopuolista älykkyyttä) yhteydessä löydettiin 15 uutta radiopurskeiden lähdettä edellä mainitusta lähteestä. Tähän saakka tiede oli tuntenut vain 23 FRB-lähdettä, mikä itsessään puhuu näiden omituisten signaalien havaitsemisen vaikeudesta.
Anastasia Fialkov ja Avi Loeb Harvard-Smithsonian Astrofysiikan keskuksesta laskivat FRB 121102: n ja muiden tunnettujen FRB-lähteiden tietoja, kuinka monta FRB: tä voi olla maailmankaikkeuden havaittavissa olevassa osassa. Heidän uusi teoksensa on julkaistu The Astrophysical Journal Letters -lehdessä. Anastasia toteaa virallisessa lehdistötiedotteessa, että jos tutkimuksen tulokset ovat totta, avaruus "on täynnä radiopurskeita, kuten kuuluisuuksia kuvaavat paparatsit", mutta valon säteilyn sijasta ne ilmenevät radioaaltojen muodossa. Tutkijat lähtivät hypoteesista, jonka mukaan FRB 121102 on esine, joka sijaitsee kääpiömäisessä, metallivajeessa galaksissa noin 3 miljardin valovuoden päässä.
FRB 121102: lähde yli kolme miljardia valovuotta
Mainosvideo:
Miksi valinta laski jotain niin epämääräistä ja kaukaista? Ongelmana on, että tähtitieteilijöillä ei ollut valintaa: tämä esine on tällä hetkellä ainoa nopea radiopurske, josta emogalaksi ja etäisyys Linnunrataan on määritetty. Lisäksi Loebin mukaan se on "ainoa toistuva FRB-lähde, joka on tallentanut satoja signaaleja". Sen purskeiden radiospektri on keskittynyt tunnusomaiseen, melko kapeaan taajuuteen, joka auttoi tutkijoita keskittymään kohteeseen.
Astronomian mukaan jos ihmiskunta saa mahdollisuuden tutkia jopa pienen osan tällaisista kosmisten signaalien lähteistä, se pystyy paitsi selvittämään niiden alkuperän myös vastaamaan moniin muihin avaruuskysymyksiin. Esimerkiksi nopeita radiopurskeita voidaan käyttää mittaamaan vapaiden elektronien lukumäärää suhteessa lähteeseen, jolloin tutkijat voivat mitata aineen tiheyden maailmankaikkeuden galaksien välillä. Lisäksi radiopurskeita voidaan käyttää tutkimaan avaruuden historiaa: niiden avulla on mahdollista selvittää ajanjakso, jolloin ensimmäisten tähteiden UV-säteily tuhosi Suuresta räjähdyksestä jäljelle jääneet vetyatomit hajottamalla ne protoneiksi ja elektroniksi.
Tutkimuskritiikki ja sen tulevaisuus
Berkeleyn tutkimuskeskuksen johtaja Andrew Siemion on samaa mieltä uuden tutkimuksen päätelmistä. Hän uskoo myös, että nopeat radiopurskaukset auttavat tulevaisuuden avaruuden etsinnässä. Se ei kuitenkaan ollut ilman tervettä kritiikkiä: Alankomaiden radioastronomian instituutin (ASTRON) tutkija Emily Petroff huomauttaa, että vaikka itse teoksella on merkittävä vaikutus nykyaikaiseen tähtitieteen kehitykseen, siitä puuttuu tilastotietoja. Kaikki FRB-lähteet eivät voi käyttäytyä objektin 121102 tavoin, joten on liian aikaista esittää mitään erityisiä opinnäytetyksiä, jopa hypoteesien tasolla.
Onneksi CHIME: n ja SKA: n kaltaisissa hankkeissa tutkijoilla on työkalut, joita he tarvitsevat kerätäkseen lisätietoja lähitulevaisuudessa.
Vasily Makarov