Ātrās radio pārraides (FRB) pēdējās desmitgades laikā ir kļuvušas par galveno uzmanības centrā. Radioastronomijā šī parādība attiecas uz īslaicīgiem radio impulsiem, kas nāk no attāliem kosmoloģiskiem avotiem, kuri parasti ilgst tikai dažas milisekundes. Kopš pirmā notikuma atklāšanas 2007. gadā (“Lorimer Burst”) ir novēroti trīsdesmit četri FRB, taču zinātnieki joprojām nav pārliecināti, kas tos izraisa.
Ar teorijām, sākot no zvaigžņu un melno caurumu eksplozijas līdz pulsāriem un magnātiem, un pat no ārpuszemes intelekta (ETI) saņemtiem vēstījumiem - astronomi ir nolēmuši uzzināt vairāk par šiem dīvainajiem signāliem. Pateicoties jaunajam Austrālijas pētnieku grupas pētījumam, kurš izmantoja Austrālijas kvadrātkilometru masīva ceļvedi (ASKAP), zināmo FRB avotu skaits ir gandrīz dubultojies.
Pētījums, kurā sīki aprakstīts viņu pētījums, kurš nesen parādījās žurnālā Daba, to vadīja doktors Raiens Šenons - pētnieks no Svinburnas Tehnoloģiju universitātes un OzGrav ARC Izcilības centra - un tajā bija dalībnieki no Starptautiskā radioastronomijas pētījumu centra (ICRAR), Austrālijas teleskopa nacionālā aprīkojuma (ATNF), ARC Visu debesu astrofizikas izcilības centrs (CAASTRO) un vairākas universitātes.
Kā viņi norāda savā pētījumā, mēģinājumus izprast FRB kopumā ir kavējuši vairāki faktori. Vienam no tiem iepriekšējie meklējumi tika veikti ar teleskopiem, kuru jutīgums atšķiras, ar dažādu radiofrekvenču diapazonu un vidēs ar atšķirīgiem radiofrekvences traucējumiem - kas ir cilvēka darbības rezultāts.
Otrkārt, iepriekšējos meklējumus ir sarežģījusi avotu īslaicīgā daba un vājā detektorinstrumentu leņķiskā izšķirtspēja, kas ir radījis nenoteiktību attiecībā uz FRB avotiem un to spilgtumu. Lai to risinātu, komanda veica labi kontrolētu, plaša lauka radio apsekojumu par virkni pārrāvumu, kas tika atklāti 2016. gadā un izsekoti punduru galaktikai, kas atrodas 3,7 miljardu gaismas gadu attālumā.
Komanda veica šo aptauju, izmantojot ASKAP masīvu, ātrāko radio apsekojuma teleskopu, kas atrodas Austrālijas rietumos. Projektējusi un konstruējusi Sadraudzības Zinātniskās un rūpnieciskās pētniecības organizācija (CSIRO), ASKAP bloks ir veidots no 36 “trauku” antenām, kas ir izvietotas visā reljefa posmā, kura diametrs ir 6 km (3,7 jūdzes).
Izmantojot šo masīvu, kas ir nākotnes kvadrātkilometru masīva (SKA) teleskopa priekštecis, pētnieku grupa apsekoja pārrāvumus, kas nāk no šī tālā kosmoloģiskā avota. Papildus tam, ka vienā gadā tika atrasts vairāk FRB nekā jebkurā iepriekšējā aptaujā, viņi arī novēroja, ka signāli nāk no avotiem, kas atrodas daudz tālāk, nekā tika domāts iepriekš. Kā doktors Šenons paskaidroja ICRAR paziņojumā presei:
“Mēs esam atraduši 20 ātrus radio pārrāvumus gadā, gandrīz divkāršojot visā pasaulē atklāto numuru skaitu kopš to atklāšanas 2007. gadā. Izmantojot jauno tehnoloģiju Austrālijas kvadrātkilometru masīva ceļa ceļš (ASKAP), mēs esam arī pierādījuši, ka ātrs radio pārrāvums nāk no Visuma otras puses, nevis no mūsu pašu galaktisko apkārtni. ”
Pēcpārbaudes, kas veiktas no 8 līdz 46 dienām pēc sākotnējiem atklājumiem, atklāja, ka neviens no pārrāvumiem neatkārtojas. Viņu atklātie 20 pārrāvumi ietvēra arī tuvākos avotus, kas jebkad novēroti, nemaz nerunājot par spilgtākajiem. Viņu atklājumi arī parādīja, ka pastāv saistība starp eksplozijas izkliedi un spilgtumu, kā arī intensitāti un attālumu.
Iemesls tam ir saistīts ar faktu, ka tālāki pārrāvumi ceļo miljardiem gaismas gadu pirms zemes sasniegšanas. Ceļojuma laikā tie iziet cauri materiālam, kas atrodas starp avotu un Zemi (piemēram, gāzes mākoņiem), un tas tiem ietekmē. Kā paskaidroja Dr Jean-Pierre Macquart no ICRAR Kurtinas universitātes mezgla un līdzautors uz papīra:
“Katru reizi, kad tas notiek, atšķirīgos viļņu garumus, kas veido pārrāvumu, samazina dažādi apjomi. Galu galā eksplozija sasniedz Zemi ar viļņu garumu izplatību, kas nonāk pie teleskopa nedaudz atšķirīgos laikos, piemēram, peldētāji finiša taisnē. Laiks, kurā ieradušies dažādi viļņu garumi, norāda, cik daudz materiāla plīsums ir pārcietis. Un tā kā mēs esam parādījuši, ka ātri radio pārrāvumi nāk no tālienes, mēs varam tos izmantot, lai atklātu visas trūkstošās vielas, kas atrodas telpā starp galaktikām - kas ir patiešām aizraujošs atklājums. ”
Pateicoties šai jaunākajai atklājumu grupai, zinātnieki tagad saprot, ka līdz šim atklātie FRB ir radušies kosmosa otrā pusē, nevis mūsu galaktikā. Tomēr mēs joprojām neesam tuvāk tam, lai noteiktu, kas viņus izraisa vai no kurām galaktikām tie nāk. Bet, ņemot vērā pētījumu paraugu, kas tagad sastāv no 48 atklājumiem, iespējams, ka nākamajos gados pētnieki iemācīsies daudz vairāk.
Dr Šenonam un viņa pētījumu komandai nākamais izaicinājums būs precīzi noteikt pārrāvumu vietas debesīs. "Mēs varēsim lokalizēt pārrāvumus labāk nekā grāda tūkstošdaļu," viņš teica. "Tas attiecas uz cilvēka matu platumu, kas redzams desmit metru attālumā, un ir pietiekami labs, lai katru sprādzienu piesaistītu noteiktai galaktikai."
Un pa to laiku ir sagaidāms, ka arī FRB izpēte novedīs pie dažiem būtiskiem astronomijas sasniegumiem. Jau CSIRO pētnieku komanda izmantoja Parkes observatoriju Austrālijā, lai 2016. gadā atklātu FRB, ko pēc tam novēroja vairākas observatorijas visā pasaulē. Rezultātā komanda spēja noteikt avotu (elipsveida galaktiku 6 miljardu gaismas gadu attālumā) un noteikt signāla sarkano nobīdi.
Šis bezprecedenta varoņdarbs ļāva pētnieku komandai izmērīt starojošās vielas blīvumu starp šo galaktiku un Zemi, un tas apstiprināja, ka mūsu pašreizējie modeļi materiāla blīvuma mērīšanai Visumā ir pareizi. Citiem vārdiem sakot, komanda spēja atrast Visuma “trūkstošo lietu”, izmantojot FRB kā mērīšanas nūju. Vai kā to teica Dr Jean-Pierre Macquart, Kurtina universitātes vecākais pasniedzējs un viens no zinātniekiem, kas atbildīgs par atklāšanu:
“[FRB] faktiski ir fizikas laboratorijas, kas kontrolē matērijas un enerģijas galējības, kurām mēs nevaram piekļūt virszemes laboratorijās. Un tieši šāda veida fizika virzīs tehnoloģiju attīstību nākamajās paaudzēs. ”
Jaunākie pētījumi arī ir noteikuši, ka FRB ir ļoti izplatīts kosmoloģisks notikums, kas mūsu Universā notiek aptuveni reizi sekundē. Izmantojot jaudīgus novērošanas rīkus, kas drīzumā nonāks tiešsaistē, piemēram, kvadrātkilometru masīvu (SKA), Lielo Latīņamerikas milimetru masīvu (LLAMA) un Qitai 110m radio teleskopu, zinātnieki tuvākajā laikā noteikti novēro vēl daudzus FBR.
Ar katru jaunu atklāšanu mēs cenšamies uzzināt vairāk par to, kas izraisa šos dīvainos mirgojumus un kā tos varētu izmantot, lai atraisītu mūsu Visuma noslēpumus. Tikmēr noteikti pārbaudiet šo interviju ar Dr. Šenonu un atklāšanas komandu, pateicoties CSIRO:
