Myśleli, że odkryli nowe zjawisko w kosmosie. Trop zaprowadził ich do kuchni

Przykładem takiego nowego odkrycia jest wykrycie Szybkich rozbłysków radiowych (FRB od ang. Fast Radio Burst) w 2006 r.

Astronomowie są zafascynowani tym zjawiskiem z racji jego trudnej do wyjaśnienia natury. To potężne impulsy fal radiowych, które trafiają na Ziemię z dalekiego kosmosu, często spoza naszej galaktyki.

Odkrycie FRB jest oczywiście znaczące, ale od 2006 r. minęło przecież dobrych kilkanaście lat. Dlaczego więc piszemy o tym teraz? Dlatego, że szybkie rozbłyski radiowe zostały nieomal pominięte jako błąd w obserwacjach. A to, jak do tego doszło jest bardzo dobrą ilustracją tego, jak działa nauka oraz tego, że naukowcy wcale nie uważają się za nieomylnych, wszystkowiedzących mądrali. Wręcz przeciwnie - są pełni ciekawości i zapału w pogoni za nieznanym. Potrafią się też przyznać do błędu, jakkolwiek banalny by nie był. Tak przynajmniej zdarzyło się w tym przypadku.

Przeczytaj także:
- Powoli znika super atrakcja kolejowa w Polsce
- Podręczniki do kosza? Życie na Ziemi miało powstać zupełnie inaczej
- Natrafiliśmy na galaktykę, która może zmienić nasze postrzeganie Wszechświata

Jak doszło do odkrycia FRB? Dwójka astronomów z Uniwersytetu Zachodniej Wirginii, Duncan Lorimer i Maura MacLaughlin zajmowali się przeszukiwaniem zbiorów danych pochodzących ze starych obserwacji radioastronomicznych. Szukali sygnałów, które mogły pochodzić od pulsarów - wygasłych gwiazd wirujących z ogromną prędkością. Można je sobie wyobrazić jako kosmiczne latarnie morskie. W równych odstępach czasu wysyłają strumienie, które docierają na Ziemię, co wygląda właśnie jak obserwowana z daleka latarnia morska. Wśród gąszczu danych, jeden ze współpracujących z dwójką astronomów studentów natrafił na sygnał, którego moc była ponad sto razy większa, niż można by zakładać.

Sygnał posiadał wszystkie cechy emisji pochodzącej z dalekiego kosmosu - nie mógł więc pochodzić z Ziemi. Prestiżowy magazyn Science opublikował w 2007 r. opis odkrycia, które zostało określone mianem „wybuchu Lorimera". Natrafienie na coś nowego i nieznanego pobudziło wielu naukowców do dalszych badań tego zjawiska. Pojawił się jednak problem - nikt nie był w stanie natrafić na kolejny „wybuch”.

W międzyczasie również w 2007 r. astronomowie odkryli jeszcze inny sygnał o specyficznej naturze - peryton. W tym wypadku również nie wiadomo było z początku, o co chodzi. W związku z tym, że początkowo przeoczono ślady takiego sygnału i odkryto go po ponownym sprawdzeniu w wynikach wielu wcześniejszych badań, okazało się, że ma on podobną naturę do wybuchów Lorimera. To uwiarygodniło peryton i sprawiło, że w świetle odkrycia z 2006 r. wszystkim było łatwiej zaakceptować odkrycie nowej, nieoczekiwanej anomalii z kosmosu.

Podobieństwo tego zjawiska do odkrytych rok wcześniej szybkich rozbłysków radiowych zostało natychmiast dostrzeżone i wzbudziło niepokój doktorantki Emily Petroff z Australii, która pisała wtedy właśnie swoją pracę doktorską na temat FRB. Odkrycie perytonu nie dawało jej jednak spokoju. Dlaczego ten sygnał był tak podobny do FRB, których w dodatku (do wtedy) nikt nie był w stanie zaobserwować po raz kolejny?

Petroff wraz z innymi naukowcami ze swojego uniwersytetu postanowiła przyjrzeć się bliżej perytonom. Badacze szybko zauważyli, że dane dotyczące obserwacji perytonów w ich ośrodku, którym było Obserwatorium Parkes, mają jedną wspólną cechę.

Perytony pojawiały się bowiem wyłącznie wtedy, gdy teleskop był skierowany w określonym kierunku. Mało tego, wszystkie jego obserwacje miały miejsce mniej więcej o tej samej porze, około południa. W związku z tym badacze doszli do wniosku, że źródło sygnałów musi znajdować się w obserwatorium.

Wszystkie tropy prowadziły do kuchenek mikrofalowych. Te znajdowały się jedynie w dwóch budynkach kompleksu. Pozostało jeszcze wyjaśnienie tego, jak dokładnie powstawał sygnał. Metodą prób i błędów naukowcy ustalili, że źródłem perytonów jest otwarcie drzwiczek mikrofalówki, kiedy jest ona jeszcze włączona.

Co ciekawe, nazwa „peryton” została stworzona przez argentyńskiego pisarza Jorge Luisa Borgesa. To mityczne stworzenie przypominające łosia, które rzuca mylący, ludzki cień. Dziś, na skutek tego zdarzenia, które odbiło się szerokim echem w świecie nauki, obserwatoria radiowe stosują obecnie dużo bardziej rygorystyczne zasady korzystania z kuchenek mikrofalowych.

Zagadka perytonów została rozwiązana, a jej historia również została opublikowana w branżowej prasie i zyskała rozgłos w świecie nauki. Jak mówi z satysfakcją Emily Petroff, która dziś pracuje w Perimeter Institute w Kanadzie:

To prawda, że cała historia świetnie ilustruje jak działa to, co nazywamy nauką i procesem naukowym. Opanowanie i nieuleganie euforii. Dociekliwość i mozolne eliminowanie błędnych rozwiązań. W trakcie poszukiwań źródła perytonów sprawdzano, czy biorą się one z podgrzewania w mikrofalówce np. wody, lub innych substancji. Ich poszukiwania przypominały nieco filmiki, jakie można znaleźć na youtube, gdzie poszukujący mocnych wrażeń wkładają różne przedmioty do mikrofalówek i filmują cały proces w oczekiwaniu na (nieraz naprawdę wybuchowe) rezultaty. Skrupulatne sprawdzanie wszystkich ewentualności i akceptacja wyników, bez względu na to, czy są one zgodne z oczekiwaniami, czy nie.

ożna się domyślić, że początkowo Emily Petroff nie była wcale zainteresowana pozbawianiem nauki nowego odkrycia, jakim były perytony, i zastąpieniem go banalną kuchenką mikrofalową, w której ktoś za wcześnie otworzył drzwi. Mimo to, wraz z kolegami i koleżankami poszukiwała prawdy, aż okazało się, że w tym wypadku, astronomia musiała jednak wykreślić nowy rodzaj sygnałów ze swoich zasobów wiedzy.

Na koniec, trzeba jednak oddać sprawiedliwość szybkim rozbłyskom radiowym. Są jak najbardziej prawdziwe i niepodważalnie pochodzą z kosmosu. Od 2006 r. po początkowej posusze odkryto ich wiele, choć kolejny taki sygnał dał się uchwycić dopiero w 2013 r. Dziś, kanadyjski instrument badawczy CHIME odkrywa kilkanaście takich rozbłysków dziennie!

Astronomowie wiedzą też dziś dużo więcej o ich naturze. Ich źródłem najprawdopodobniej nie są pulsary, a podobne do nich magnetary, posiadające pola magnetyczne o ogromnej sile. Ponadto FRB okazały się również niezwykle użyteczne w procesie badania Wszechświata. Szybkie rozbłyski radiowe mają w sobie bowiem „zakodowane” informacje o wszystkim, co znajduje się między nimi a nami. Dzieje się tak, ponieważ kiedy FRB podróżuje przez przestrzeń kosmiczną, napotykając na swej drodze materię (jak pył lub gaz) niektóre jego elementy są spowalniane, co prowadzi do „rozmazania”, jak mówią astronomowie, sygnału na różnych częstotliwościach.

Ta wiedza pozwala naukowcom na śledzenie trudno uchwytnego pyłu i obłoków gazowych w przestrzeni międzygwiezdnej. Patrząc na ilość „rozmazania” FRB, naukowcy mogą w przybliżeniu określić ilość materii, z jaką się zetknął po drodze na Ziemię. Przykład? Na początku 2023 r. zespół naukowców wykorzystał sygnaturę radiową FRB do zbadania Drogi Mlecznej. Okazało się, że nasza galaktyka zawiera w rzeczywistości mniej materii niż oczekiwano.