Hitre radijske vdore (FRB) so v zadnjem desetletju postale glavni poudarek raziskav. V radioastronomiji se ta pojav nanaša na prehodne radio impulze, ki prihajajo iz oddaljenih kozmoloških virov, ki v povprečju trajajo le nekaj milisekund. Odkar so leta 2007 odkrili prvi dogodek ("Lorimer Burst"), so opazili štiriindvajset FRB, vendar znanstveniki še vedno niso prepričani, kaj jih povzroča.
S teorijami, ki segajo od eksplozije zvezd in črnih lukenj do pulsarjev in magnetarjev - in celo sporočil, ki prihajajo iz izvensodnih inteligenc (ETI) - so astronomi odločeni, da bodo izvedeli več o teh čudnih signalih. In zahvaljujoč novi raziskavi skupine avstralskih raziskovalcev, ki je uporabljala Avstralijski kvadratni kilometrski array Pathfinder (ASKAP), se je število znanih virov FRB skoraj podvojilo.
Študija podrobno opisuje njihovo raziskovanje, ki se je nedavno pojavilo v reviji Narava, vodil ga je dr. Ryan Shannon - raziskovalec Tehnične univerze Swinburne in Centra odličnosti OZGrav ARC - in vključeval člane Mednarodnega centra za radio astronomske raziskave (ICRAR), Avstralskega državnega teleskopa (ATNF), ARC Center odličnosti za vsestransko astrofiziko (CAASTRO) in več univerz.
Kot navajajo v svoji študiji, so poskusi razumevanja FRB kot celote ovirali številne dejavnike. Za eno so bila predhodna iskanja s teleskopi, ki se razlikujejo glede na občutljivost, na območju različnih radijskih frekvenc in v okoljih z različnimi stopnjami radiofrekvenčnih motenj - ki so rezultat človekove dejavnosti.
Drugič, pretekla iskanja so bila zapletena zaradi prehodne narave virov in slabe kotne ločljivosti instrumentov za zaznavanje, kar je povzročilo negotovost glede virov FRB in njihove svetlosti. Da bi se lotili tega vprašanja, je skupina izvedla dobro nadzorovano radijsko raziskavo s širokim poljem za vrsto strelov, ki so jih odkrili leta 2016 in izsledili do pritlikave galaksije, oddaljene 3,7 milijarde svetlobnih let.
Skupina je to raziskavo izvedla z ASKAP matriko, najhitrejšim teleskopskim teleskopom na svetu, ki se nahaja v zahodni Avstraliji. Zasnova ASKAP je zasnovana in zasnovana s strani organizacije Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), sestavljena iz 36 antenskih posod, ki se razprostirajo na območju terena s premerom 6 km (3,7 mi).
Z uporabo tega sklopa, ki je predhodnik prihodnjega teleskopa Square Kilometer Array (SKA), je raziskovalna skupina raziskovala razpoke, ki prihajajo iz tega oddaljenega kozmološkega vira. Poleg tega, da so v enem letu našli več FRB kot vsaka prejšnja raziskava, so opazili tudi, da signali prihajajo iz virov veliko dlje, kot se je prej mislilo. Kot je dr. Shannon pojasnil v sporočilu za javnost ICRAR:
"Našli smo 20 hitrih radijskih oddaj v letu, kar je skoraj podvojilo število, odkrito po vsem svetu, odkar so jih odkrili leta 2007. S pomočjo nove tehnologije Avstralskega kvadratnega kilometrskega polja (ASKAP) smo tudi dokazali, da hitri radijski vklopi prihajajo z druge strani Vesolja in ne iz naše galaktične soseske. "
Nadaljnje opazovanje, opravljeno med 8 in 46 dni po prvotnem odkrivanju, je ugotovilo, da se nobeden od eksplozij ne ponavlja. Med 20 izbruhi, ki so jih zaznali, so bili tudi najbližji viri, ki so jih kdaj opazili, da ne omenjam najsvetlejših. Njihove ugotovitve so tudi pokazale, da obstaja povezava med razpočno disperzijo in svetlostjo ter intenzivnostjo in razdaljo.
Razlog za to je povezan s tem, da oddaljene poči potujejo več milijard svetlobnih let, preden dosežejo Zemljo. Med potjo se peljejo skozi material, ki se nahaja med izvirom in Zemljo (kot so oblaki plina), kar vpliva nanje. Kot je pojasnil dr. Jean-Pierre Macquart iz vozlišča ICRAR z univerze v Curtinu in soavtor prispevka, je pojasnil:
"Vsakič, ko se to zgodi, se različne valovne dolžine, ki tvorijo porušitev, upočasnijo z različnimi količinami. Sčasoma razpok doseže Zemljo s širjenjem valovnih dolžin, ki prihajajo v teleskop ob nekoliko drugačnih časih, kot plavalci na ciljni črti. Časovna omejitev prihoda različnih valovnih dolžin nam pove, koliko materiala je na svoji poti preletelo porušitev. In ker smo pokazali, da hitri radijski napadi prihajajo od daleč, jih lahko uporabimo za odkrivanje vseh manjkajočih snovi, ki se nahajajo v prostoru med galaksijami - kar je res razburljivo odkritje. "
Zahvaljujoč tej najnovejši skupini odkritij znanstveniki zdaj razumejo, da FRB, ki so jih doslej zaznali, izvirajo iz druge strani kozmosa, ne pa iz naše galaksije. Vendar še vedno nismo bližje določanju, kaj jih povzroča ali iz katerih galaksij prihajajo. A z raziskovalnim vzorcem, ki zdaj obsega 48 odkrivanj, se bodo raziskovalci v prihodnjih letih verjetno še veliko naučili.
Naslednji izziv bo za dr. Shannona in njegovo raziskovalno skupino določiti lokacije razpokov na nebu. "Izbruhe bomo lahko lokalizirali na več kot tisočino stopinj," je dejal. "To je približno širina človeških dlak, ki jih vidimo deset metrov daleč, in dovolj dobra, da lahko vsak izstrelek privežemo v določeno galaksijo."
Medtem pa naj bi tudi študij FRB pripeljal do nekaterih velikih prebojev v astronomiji. Skupina raziskovalcev CSIRO je že leta 2016 s pomočjo Parkesovega observatorija v Avstraliji zaznala FRB, ki so ga nato opazovali številni observatoriji po svetu. Kot rezultat, je ekipi uspelo prepoznati vir (eliptična galaksija oddaljena 6 milijard svetlobnih let) in določiti rdeč premik signala.
Ta neverjeten podvig je raziskovalni skupini omogočil merjenje gostote vmesne snovi med to galaksijo in Zemljo, kar je potrdilo, da so naši trenutni modeli za merjenje gostote snovi v vesolju pravilni. Z drugimi besedami, ekipi je uspelo najti "manjkajočo zadevo" Vesolja s pomočjo FRB-jev kot merilne palice. Kot je povedal dr. Jean-Pierre Macquart, višji predavatelj na univerzi Curtin in eden od znanstvenikov, odgovornih za odkritje:
"[FRB] so dejansko fizikalni laboratoriji, ki sondirajo skrajnost materije in energije, do katere ne moremo dostopati v prizemnih laboratorijih. In prav ta vrsta fizike bo prihodnji napredek tehnologije vodil v prihodnjih generacijah. "
Nedavne raziskave so tudi določile, da so FRB zelo pogost kozmološki dogodek, ki se zgodi približno vsako sekundo v našem vesolju. Z zmogljivimi opazovalnimi orodji, ki bodo kmalu na spletu - na primer kvadratni kilometrski sklop (SKA), velik latinoameriški mimeterski niz (LLAMA) in radijski teleskop Qitai 110m - bodo znanstveniki zagotovo opazili še veliko FBR-jev v bližnji prihodnosti.
Z vsakim novim odkrivanjem se bomo naučili več o tem, kaj povzroča te nenavadne utripe in kako bi jih lahko uporabili za odkritje skrivnosti našega Vesolja. V vmesnem času si oglejte ta intervju z dr. Shannonom in odkrivalno skupino, iz pristojnosti CSIRO:
