Greitieji radijo blyksniai (Fast Radio Bursts – FRB) turi savo kilmės istoriją — ir dabar prisiartinome prie jos įminimo.

Štai kaip veikia „tiesioginio veiksmo pakartojimo“ sistema: ASKAP aptikus FRB, duomenų rinkimas sustabdomas ir programinė įranga iš antenų parsiunčia pastarųjų trijų sekundžių neapdorotus duomenis. Pradinis signalas kiekvieną anteną pasiekia skirtingu laiku ir astronomai iš šių nanosekundžių dalių skirtumo gali įvertinti FRB poziciją maždaug 0,1 arksekundės tikslumu — „tai atitinka už 200 metrų esančio žmogaus plauko storį,” palygino Bannisteris.

Tada komanda nustatė kilmės tašką ir išmatavo atstumą iki jo, pasinaudoję trimis galingiausiais antžeminias teleskopais (Europos Pietinės observatorijos Labai dideliu teleskopu (VLT) Čilėje, Keck teleskopu Havajuose ir Gemini Pietiniu teleskopu Čilėje).

Tad, dabar žinome, kad FRB 180924 yra išorinėje vijoje galaktikos, esančios už 3,6 milijardų šviesmečių Gervės žvaigždyne. Šios galaktikos dydis, forma ir šviesis panašus į Paukščių Tako duomenis. Kaip ir kitų FRB atveju, tarpžvaigždinės dujos dėl dispersijos FRB 180924 sulėtino. Astronomai pagal dispersiją gali nustatyti, per kokias dujas ir kokį jų kiekį sklido FRB, kas suteikia šiokį tokį įsivaizdavimą, kokia materija yra tarp taško A ir taško B ir koks buvo signalo kelias.

Nepasikartojančių FRB atveju tėra viena galimybė aptikti signalą ir išmatuoti jo poziciją, ir ASKAP komanda atliko tai nuostabiai,” sako tyrime nedalyvavęs Shriharsh Tendulkar, McGill universiteto Montrealyje astronomas.

Šiek tiek glumina naujojo taško palyginimas su nykštukinėje galaktikoje aptikta FRB 121102 „gimtine“ – abiejose galaktikose kilo to paties tipo nepaaiškinamai aukštos energijos reiškinys, nors jų dydis ir šviesumas skiriasi 1000 kartų.

„Šis atradimas pateikė daugiau klausimų, nei atsakymų,” sako Bannisteris. „Dabar žinome, kad FRB gali nutikti gan pasyviose visatos dalyse. Anksčiau manėme, kad FRB susidarymui reikia daug ir intensyvaus žvaigždžių formavimosi.” Jis mano, kad naujieji atradimai atmeta kelis modelius: kadangi FRB 180924 atsklido iš savo galaktikos pakraščių, kyla abejonių, kad tai supermasyvių juodųjų skylių darbas. Tikriausiai atmestinos ir labai jaunos žvaigždės, tokios, kaip iš supernovų kilę jauni magnetarai, kaip ir bet kokie paaiškinimai, kuriems nereikia kokių nors galaktikos dalių. „Reikia grįžti prie braižymo lentos ir suprasti, kaip FRB gali įvykti tokiame plačiame sąlygų spektre.”

Tačiau ne visi yra tikri, kad būtina radikaliai keisti dabartines FRB kilmės teorijas. Jamesas Cordesas, Cornellio universiteto astronomas, nedalyvavęs tyrime, mano, kad vis dar labiau tikėtina, kad FRB šaltinis yra neutroninės žvaigždės, ypač – magnetarai. Pasak jo, svarbiausia to prielaida – teorija, pagal kurią FRB formuojasi itin spindulingose supernovose, kurios dažniausiai formuojasi mažo metalingumo nykštukinėse galaktikose. „Tam tikru mastu tai vis dar gali būti tiesa, bet naujasis FRB su savo galaktika pateikia ir galimą priešingą pavyzdį,” sako jis.

Taip pat gali būti, kad pasikartojančių ir nepasikartojančių FRB susidarymo modeliai paprasčiausiai yra skirtingi. „Jauno magnetaro radimas masyvios, senų žvaigždžių galaktikos pakraščiuose primintų banginio radimą Sacharoje,” sako Tendulkaras. „Žinoma,dar tik pradėjome aiškintis, tačiau tai gali būti nuoroda, kad pasikartojančių ir nepasikartojančių FBR kilmė visiškai skirtinga,” ir kad magnetarų modelis taikytinas tik antruoju atveju.

Pats Metzgeris nemano, kad nauji duomenys visiškai paneigia magnetarų teoriją. Gali būti, kad magnetarai ir jų formavimosi scenarijai įvairesni, nei manyta. „Gali būti daugiau būdų rastis tokiems FRB kuriantiems magnetarams,” sako jis. „Ir gal gamta greitus radijo blyksnius gali kurti ne pagal vieną receptą.”

Į šiuos klausimus atsakyti galėsime tik surinkę daugiau FRB duomenų, ir gan aišku, kad Bannisteris su komanda pramynė naują kelią šių fenomenų kuo nuodugniausiems tyrimams. Lokalizavus FRB kilmės vietas, smarkiai susiaurėja juos kuriančių objektų ratas. Kol kas mokslininkai gali panaudoti FRB dispersiją ir kaip tikslesnį materijos pasiskirstymo visatoje nustatymo būdą — o tai gali padėti atsakyti į kai kuriuos kosmologinius klausimus. „Toks būdas yra ateities banga,” sako Cordes.

(Tik nesitikėkite, kad kas pasirodys ir pasakys, kad tai – ateivių darbas. Niekada nebūna ateiviai.)

Neel V. Patel
www.popsci.com

Kas topteli galvon, bandant įsivaizduoti galingiausią objektą Visatoje? Gal atominė bomba, ar itin galinga žvaigždė? Ką gi, siūlau susipažinti su greitaisiais radijo blyksniais (FRB): keistu, kelias milisekundes tetrunkančiu reiškiniu, galinčiu paskleisti daugiau energijos, nei Saulė sukuria per 80 metų. Kosmose bet kuriuo momentu blyksi tūkstančiai FRB, tačiau apie tokio visuotino ir galingo reiškinio formavimosi būdą ir priežastis praktiškai nieko nežinome. Nežinia didžiąja dalimi susijusi su tuo, kad nuo pat pirmojo aptikimo 2007 metais, mokslininkai nebuvo visiškai tikri, iš kur šie signalai sklinda. Ar jais švaistosi juodosios skylės? Ar tai nuo įsismarkavusių žvaigždžių purslai? Ar gal protinga nežemiška civilizacija stengiasi su mumis užmegzti ryšį? Tai štai, neseniai žengėme milžinišką šio klausimo aiškinimosi žingsnį. Science publikuotame tyrime tarptautinė tyrėjų komanda paskelbė pirmą nepasikartojančio FRB šaltinio lokalizaciją. „Tai buvo pirmasis [FRB], kurį ir radome, ir apie kurį buvo surinkti tinkami duomenys, pagal kuriuos galėjome jį lokalizuoti,“ sako Keith Bannister iš Australijos Sandraugos mokslo ir pramonės tyrimų organizacijos (CSIRO), pagrindinė naujojo straipsnio autorė. „Kad galėtume lokalizuoti šį FRB, teleskope turėjome sukurti, kaip patys vadiname, „tiesioginio veiksmo pakartojimo“ režimą. „Ši tiesioginio veiksmo pakartojimo sistema gali būti toji būtina inovacija, kuria galiausiai atskleisime, kokie keisti kosmoso reiškiniai kuria ir svaido FRB po visą visatą“.

„Tai išties didis atradimas,” sako su tyrimu nesusijęs Brianas Metzgeras, astrofizikas iš Niujorko Kolumbijos universiteto. „Nenoriu lyginti tiesiogiai, bet tam tikra prasme, lokalizavimas vertas 100 užfiksuotų įvykių, kurių kilmės vietos nežinome. Tokios žinios suteikia itin daug konteksto.”

Dabar dėmesio centre – FRB 180924, 86-as astronomų aptiktas FRB. Tokie signalai liūdnai garsėja savo neilgaamžiškumu, ir šis – ne išimtis, tetruko 1,3 ms — palyginimui, žmogaus mirktelėjimas trunka 100^[1] kartų ilgiau. Šių signalų kilmę bandoma aiškinti ir tokiais įprastais reiškiniais, kaip juodosios skylės, neutroninės žvaigždės ar itin energingos supernovos, ir netradiciniais variantais, tarkime, blicarais (hipotetine pulsarų versija) ar kolapsuojančia tamsiąja materijos. Ir, žinoma, kartais žmonės šiuos reiškinius priskiria ateiviams. Viena iš plačiausiai pastaraisiais metais pripažintų Metzger ir poros jo kolegų sukurtų teorijų skelbia, kad FRB yra hiperaktyvių jaunų magnetarų – neutroninių žvaigždžių, turinčių itin stiprų magnetinį lauką – blyksnių rezultatas. Tiesą sakant, tai ne pirmas FRB. 2017 metais mokslininkams pavyko nustatyti pasikartojančio FRB, FRB 121102 (vieno iš vos dviejų kuriuos pavyko užfiksuoti) gimtąją galaktiką. Nors užduotis tikrai nelengva, pakartotinis aptikimas astronomams pateikė užuominų, kur reikėtų ieškoti, ir galiausiai jiems pavyko atsekti FRB šaltinį silpnoje nykštukinėje galaktikoje už 3 milijardų šviesmečių, kur vyksta aktyvi žvaigždėdara. Nesunku įsivaizduoti, kad nepasikartojančius FRB atsekti kur kas sunkiau. „Svarbiausia turėti teleskopą, kuriuo būtų galima ir fiksuoti FRB, ir lokalizuoti juos, t.y., kad atstumas tarp antenų būtų pakankamai didelis,” sako Bannister. „Ankstesni teleskopai turėjo arba vieną, arba kitą savybę, bet ne abi.”

„CSIRO rankovėje turi šiam triukui reikalingą kozirį: Australijos kvadratinio kilometro masyvo keliaradį (Australian Square Kilometer Array Pathfinder – ASKAP), Vakarų Australijoje įrengtą 36 antenų radioteleskopą. Anksčiau visos ASKAP antenos paprastai būdavo nukreipiamos skirtingomis kryptimis, kas kliudė tiksliai nustatyti signalo charakteristikas, įskaitant ir jo kilmės tašką. Akivaizdu, šią problemą galima išspręsti, pertvarkius antenas taip, kad visos jos žvelgtų į tą pačią dangaus dalį. Bet Bannisteris su komanda dar ir patobulino sistemą, kad būtų įmanoma kaupti FRB duomenis, techninę įrangą suderinę taip, kad ji galėtų per sekundę atlikti milijardą skirtingų matavimų, bei sukūrė naujovišką programinę įrangą, galinčią šiuos skaičius apdoroti realiu laiku.

Komentarai ()