Nopeat radiopurskeet (FRB) ovat yksi maailmankaikkeuden salaperäisimmistä mysteereistä. Huolimatta siitä, että ehdottomasti kaikkien FRB: ien luonne ei vielä ole tähtitieteilijöiden tuntema, tutkijat näyttävät vihdoin selvittäneen, mistä hämmästyttävästä ympäristöstä jotkut keskustetuimmista FRB: t ovat syntyneet. Puhumme signaalien FRB 121102 toistamisesta.
Ensimmäistä kertaa tutkijat aloittivat puhumisen FRB 121102 -signaaleista marraskuussa 2012, mutta niiden epätavallisen luonteen etsimisen rajoittamiseksi kesti useita vuosia. Nopein radiopurske esiintyi pääsääntöisesti vain kerran, mikä teki lähteen laskemisen mahdottomaksi tehtäväksi, mutta FRB 121102: n erikoisuus osoitti, että nämä signaalit toistuvat.
Tämä antoi tutkijoille ainutlaatuisen mahdollisuuden tutkia näitä signaaleja. FRB: t ovat radiopulsseja, jotka kestävät useita millisekuntia, mutta toisinaan 500 miljoonan auringon energialla. Koska suurin osa näistä radiopulsseista ei toistu, on melkein mahdotonta ennustaa niitä. Kuten kuitenkin, ja jäljitä niiden lähde. Siksi tutkijat eivät ole vieläkään pystyneet selvittämään todellista luonnettaan.
FRB 121102 -signaalit eivät ole koskaan lakanneet hämmästyttämään tutkijoita usean vuoden ajan. Maaliskuussa 2016 tähtitieteilijät ilmoittivat löytäneensä 10 nopeaa radiopursketta samalta alueelta arkistoidussa kaukoputketiedossa. Joulukuussa 2016 havaittiin vielä kuusi FRB 121102 -signaalia ja vielä 15 elokuussa 2017, jolloin tutkijat pystyivät paikantamaan näiden signaalien lähteen. Se osoittautui kääpiögalaksin tähtiä muodostavaksi alueeksi, joka sijaitsee yli kolme miljardia valovuotta maasta.
Kansainvälinen tutkijaryhmä, joka tutkii erilaisista radioteleskoopeista saatuja tietoja, pystyi kaventamaan hakualuetta entisestään ja lopulta tekemään yhden johtopäätöksen. Tutkijat ovat vakuuttuneempia kuin koskaan, että neutronitähti on FRB 121102: n lähde. Ja ilmeisesti tämä tähti on erittäin äärimmäisessä ympäristössä - joko hyvin lähellä mustaa reikää tai erittäin voimakkaan sumun sisällä. Tutkijoita saatiin tällaisiin johtopäätöksiin tosiasiasta, että nämä radiosignaalit "pyörittivät".
Asiantuntijat kertoivat työstään Nature-lehdessä, jossa he kertovat, että FRB 121102: n signaalit olivat melkein täysin polarisoituneita. Kun nämä polarisoidut signaalit kulkevat magneettikentän läpi, ne kiertyvät ja mitä voimakkaampi magneettikenttä, sitä enemmän ne kiertyvät. Tätä ominaisuutta kutsutaan Faraday-ilmiöksi, jonka avulla tutkijat voivat oppia lisää tiettyjen aaltojen luonteesta. FRB 121102 -signaalien tapauksessa niiden polarisaatiotaso osoittautui kaikkein pyörteisimmäksi, mitä koskaan on havaittu, mikä viittaa siihen, että ne kulkivat erittäin voimakkaan magneettikentän läpi.
”Ainoat galaksissamme tunnetut lähteet, joilla on sama pyörivä polarisaatiotaso kuin FRB 121102, sijaitsevat galaktisen keskuksen alueella ja sijaitsevat erittäin dynaamisella alueella massiivisen mustan aukon vieressä. Ehkä lähde FRB 121102 on samanlaisessa ympäristössä omassa galaksissaan”, sanoo Daniel Micilli Amsterdamin yliopistosta.
"Myös pyörivän polarisaatiotason erityispiirteet voidaan selittää, jos niiden lähde sijaitsee erittäin voimakkaassa nebulassa, joka on jäljellä supernoovan räjähdyksen jälkeen", tiedemies lisää.
Mainosvideo:
Havainto selittää myös neutronitähden roolin. Näiden esineiden uskotaan johtuvan supernoova-räjähdyksistä. Jos tähden massa osoittautuu korkeammaksi kuin tietty arvo, niin supernoovan sijaan se muuttuu mustaksi reikäksi.
Neutronitähdet ovat hyvin pieniä ja erittäin tiheitä esineitä. Ja kun ne pyörivät, ne lähettävät radiopulsseja. Tietyntyyppisellä neutronitähteellä, nimeltään magnetaareilla, on erittäin voimakas magneettikenttä ja se pystyy tuottamaan päästöjä - samankaltainen kuin aurinko tuottaa aurinkokeilan. Tutkijat pitivät niitä myös mahdollisena nopeiden radiopulssien lähteenä, mutta havainnot osoittivat, että näiden esineiden tehokkaimmat soihdut olivat neljä kertaluokkaa pienempiä kuin FRB 121102. Tämän seurauksena tutkijat päättelivät, että FRB 121102 -lähde on yleinen tyyppi neutronitähtiä. Samaan aikaan tutkijat suunnittelevat jatkavansa työtä ja yrittävänsä saada lisätietoja ympäristöstä, jossa he esiintyivät.
”Jatkamme tarkkailua ja seurantaa, kuinka näiden purskeiden ominaisuudet muuttuvat ajan myötä. Osana näitä havaintoja yritämme selvittää, mikä oletuksista osoittautui oikeiksi - neutronitähti sijaitsee mustan aukon vieressä tai onko se erittäin voimakkaan sumun sisällä”, kertoo Jason Hessels samasta Amsterdamin yliopistosta.
Samanaikaisesti emme vielä tiedä, mistä on kymmenen muun havaitun radiopurskeen lähde. Niitä ei ole toistettu, kuten FRB 121102: n tapauksessa, joten tutkijat olettavat, että FRB 121102 voi olla ainutlaatuinen luonteeltaan, kun taas toisilla voi olla erilaisia lähteitä.
Nikolay Khizhnyak