Astronomowie właśnie wykryli 25 nowych, tajemniczych rozbłysków radiowych w kosmosie
Wyobraźcie sobie eksplozję, która w ciągu zaledwie jednej milisekundy generuje więcej energii niż Słońce w trzy dni. Czymś takim są właśnie Szybkie Rozbłyski Radiowe (Fast Radio Bursts - FRB), jedno z najpotężniejszych i jednocześnie najbardziej tajemniczych zjawisk, jakie obserwujemy we Wszechświecie.
Oprócz niesamowitej mocy posiadają jeszcze jedną, bardzo istotną dla astronomów cechę - powtarzalność. Naukowcy właśnie zarejestrowali całą ich serię, a dokładniej 25 takich rozbłysków albo inaczej eksplozji.
Szybkie Rozbłyski Radiowe to impulsy fal radiowych, które trwają od ułamków milisekund do 3 sekund. Ich źródłem są posiadające wysoką energię zjawiska astrofizyczne, których jak na razie nie zdołaliśmy poznać. Wysiłki na rzecz poznania ich przyczyn nabierają jednak tempa, o czym świadczy zaangażowanie w ich badanie wielu ośrodków naukowych na całym świecie.
Tajemnicze rozbłyski - co jest ich źródłem?
Wiodącą instytucją zajmującą się tymi tajemniczymi rozbłyskami jest Radiowe Obserwatorium Astrofizyczne Dominion (DRAO) w Kolumbii Brytyjskiej w Kanadzie, którego głównym narzędziem jest teleskop CHIME, Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment, co można przetłumaczyć jako Kanadyjski Eksperyment Mapowania Aktywności Wodoru.
Co ciekawe, radioteleskop ten został zaprojektowany z myślą o wykrywaniu długości fal, które są absorbowane i emitowane przez obłoki wodoru w celu badania procesu rozszerzania się Wszechświata, a nie Szybkich Rozbłysków Radiowych. Jednak dzięki temu, że cztery anteny radioteleskopu zapewniają szerokie polu nasłuchu i są w stanie wykrywać obszerny zakres częstotliwości, radioteleskop CHIME jest nieocenionym narzędziem do wykrywania FRB. Najlepiej świadczy o tym liczba zlokalizowanych źródeł tych rozbłysków - obecnie znamy ich aż ponad 1000.
Pomimo tego, że nie potrafimy dokładnie wyjaśnić natury radiowych impulsów, uważa się, że źródłem przynajmniej niektórych z nich są gwiazdy neutronowe i czarne dziury. Inne teorie przewidują, że FRB pochodzą od pulsarów i magnetarów lub są wynikiem rozbłysków promieni gamma. Żadna z zaproponowanych do tej pory teorii nie jest jednak w stanie w pełni wyjaśnić wszystkich właściwości radiowych impulsów lub ich źródeł.
Obecnie w pracach kanadyjskiej instytucji nad wykrywaniem FRB biorą udział naukowcy z Kanady, USA, Australii, Tajwanu i Indii. Właśnie, dzięki zastosowaniu nowego algorytmu, poinformowali oni o wykryciu 25 nowych źródeł, które emitują radiowe impulsy regularnie. To jednak liczba jedynie tych sygnałów, które zostały zarejestrowane i skategoryzowane przez CHIME w ostatnim czasie. Szacuje się, że FRB nie są niczym nadzwyczajnym i że każdego dnia do Ziemi ich docierają setki, a nawet tysiące.
Obszerne pole do badań i obiecujące perspektywy na przyszłość
25 nowych źródeł, które zostały wykryte, stanowi bardzo obszerne pole do badań. Oprócz tego zespół radioastronomów wyodrębnił kilka bardzo interesujących cech sygnałów, co może dać wgląd w ich przyczyny i charakterystykę. Warto wspomnieć, że z ponad tysiąca FRB wykrytych do tej pory, jedynie 29 zostało zidentyfikowanych jako powtarzające się. Co więcej, praktycznie wszystkie powtarzające się FRB następowały po sobie w nieregularny sposób.
Według głównego autora badania, Ziggiego Pleunisa, każdy FRB jest opisany przez swoją pozycję na niebie i wielkość znaną jako jego Dispersion Measure (DM), czyli Miarę Dyspersji (rozpraszania). Określa ona stopnień opóźnienia czasowego od wysokich do niskich częstotliwości spowodowanego przez interakcje impulsu z materią międzygwiezdną, którą napotyka po drodze do Ziemi. Jak mówi naukowiec:
Możemy zmierzyć pozycję na niebie Szybkiego Rozbłysku Radiowego i wykonać pomiar dyspersji. Nowy algorytm grupujący bierze pod uwagę wszystkie FRB wykryte przez radioteleskop CHIME i szuka takich ich skupisk, które mają spójne pozycje na niebie i miary dyspersji w granicach niepewności pomiarowych. Następnie wykonujemy różne kontrolne pomiary, aby upewnić się, że wybuchy rzeczywiście pochodzą z tego samego źródła. Kiedy już dokładnie policzymy wszystkie nasze Szybkie Rozbłyski Radiowe i ich źródła, które się powtarzają, stwierdzamy, że tylko około 2,6 % wszystkich, które odkrywamy, powtarza się.
Nie można więc wykluczyć, że źródła, z których jak na razie wykryliśmy jedynie pojedyncze rozbłyski, w końcu wyemitują kolejne, powtarzające się sygnały. Możliwe jest też, że wszystkie źródła Szybkich Rozbłysków Radiowych są powtarzalne. Tego jak na razie nie wiemy, ponieważ wiele źródeł nie wykazuje niską aktywność.
Ostatnie odkrycia mogą pomóc w prowadzeniu przyszłych badań, które będą prowadzone przy użyciu radioteleskopów nowej generacji, a które zostaną wprowadzone do użytku w najbliższych latach. Jednym z nich jest Square Kilometer Array Observatory (SKAO) w Australii, który ma zostać uruchomiony najpóźniej w 2027 roku. Kiedy to nastąpi, zostanie on połączony w jeden system z antenami programu MeerKAT w RPA. W ten sposób powstanie największy na świecie międzykontynentalny radioteleskop.
