Η επανάληψη των γρήγορων ραδιοφωνικών εκρήξεων παραμένει μυστήριο για τους αστρονόμους, αλλά αυτές οι νέες ανακαλύψεις θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε βασικές απαντήσεις σχετικά με αυτές και επίσης να παρέχουν πληροφορίες για άλλα μυστήρια του σύμπαντος.
Τα Fast Radio Bursts, ή FRB, είναι σύντομοι, ισχυροί παλμοί ραδιοκυμάτων που ανιχνεύονται από το διάστημα. Μερικά μπορεί να διαρκέσουν έως και τρία δευτερόλεπτα, ενώ άλλα εμφανίζονται και εξαφανίζονται σε κλάσμα του χιλιοστού του δευτερολέπτου. Ωστόσο, η προέλευσή του είναι ένα μυστήριο. Δεδομένης της ποσότητας ενέργειας που μεταφέρουν, οι ερευνητές εικάζουν ότι παράγονται από μερικά από τα υψηλότερα ενεργειακά γεγονότα στο σύμπαν: σουπερνόβα, εκρήξεις ακτίνων γάμμα ή συγκρούσεις μεταξύ αστέρων νετρονίων, πάλσαρ ή μαύρες τρύπες. Το μόνο που είναι γνωστό με βεβαιότητα είναι ότι τα περισσότερα FRB προέρχονται από έξω από τον γαλαξία μας.
Η εντύπωση αυτού του καλλιτέχνη δείχνει μια γρήγορη ραδιοφωνική έκρηξη που ταξιδεύει από την πηγή της σε έναν μακρινό γαλαξία (πάνω αριστερά) προς τη Γη στον Γαλαξία (κάτω δεξιά), περνώντας μέσα από το φωτοστέφανο ενός τεράστιου γαλαξία στο δρόμο. Πίστωση: ESO/M. Kornmesser
Έχουν περάσει περισσότερα από 15 χρόνια από τότε που εντοπίστηκε το πρώτο FRB από το διάστημα. Σε αυτό το διάστημα, εκατοντάδες άλλα έχουν βρεθεί, αλλά ακόμα, οι αστρονόμοι δεν είναι πιο κοντά στο να μάθουν ακριβώς τι τις προκαλεί.
Ακόμη πιο περίεργα είναι τα λίγα FRB που βρέθηκαν και τα οποία επαναλαμβάνονται περιοδικά. Μέχρι στιγμής, από τις εκατοντάδες FRB που ανιχνεύθηκαν, μόνο 25 ανήκαν σε μια συγκεκριμένη κατηγορία γνωστή ως επαναλαμβανόμενα FRB.
ΜΗ ΧΑΣΕΤΕ: Το Hubble ανιχνεύει μια «δραπέτη» μαύρη τρύπα που αφήνει ένα ίχνος από φωτεινά αστέρια στο πέρασμά της
βρείτε αυτό που χάθηκε
Σε νέα έρευνα, μια ομάδα αστρονόμων υπό την ηγεσία του Καναδά βρήκε άλλα 25 επαναλαμβανόμενα FRB, διπλασιάζοντας τον αριθμό που έχει ήδη ανακαλυφθεί.
Οι ερευνητές τα βρήκαν πραγματοποιώντας την πρώτη σάρωση μέσω όλων των δεδομένων που συλλέχθηκαν μεταξύ Σεπτεμβρίου 2019 και Μαΐου 2021 από το Καναδικό Πείραμα Χαρτογράφησης Έντασης Υδρογόνου. Το CHIME είναι ένα μοναδικό, εξαιρετικά ευαίσθητο ραδιοτηλεσκόπιο στο Dominion Radio Astrophysical Observatory κοντά στο Penticton της Βρετανικής Κολομβίας, που βρίσκεται στην παραδοσιακή, προγονική και μη εκχωρημένη περιοχή του λαού Syilx/Okanagan.
Οι τέσσερις «κύλινδροι» του ραδιοτηλεσκοπίου CHIME είναι κλειδωμένοι στη θέση τους, κοιτάζοντας προς τον ουρανό από το έδαφος της κοιλάδας Okanagan στη νότια Βρετανική Κολομβία. Πίστωση: CHIME Collaboration
«Πολλοί φαινομενικά μοναδικοί FRB απλά δεν έχουν παρατηρηθεί αρκετό καιρό για να ανιχνεύσουν μια δεύτερη έκρηξη από την πηγή», είπε ο Δρ Ziggy Pleunis, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Dunlap Institute for Astronomy and Astrophysics του Πανεπιστημίου του Τορόντο, ο οποίος είναι ένας από τους οι σχεδόν 60 επιστήμονες που συμμετείχαν σε αυτή τη νέα μελέτη.
“Χρειαζόμαστε μεγαλύτερο χρόνο παρατήρησης γιατί ορισμένοι επαναλήπτες θα μπορούσαν να επαναλαμβάνονται κάθε 10 χρόνια. Απλώς δεν ξέρουμε. Δεν ταιριάζουν με τις χρονικές μας κλίμακες”, πρόσθεσε ο συν-συγγραφέας Adam Dong, Ph.D. φοιτητής στο τμήμα φυσικής και αστρονομίας στο Πανεπιστήμιο της Βρετανικής Κολομβίας.
Από τα 25 επαναλαμβανόμενα FRB που ανακαλύφθηκαν πρόσφατα, τα περισσότερα εμφανίστηκαν δύο έως τρεις φορές κατά τη διάρκεια των παρατηρήσεων CHIME. Την ίδια περίοδο, ένα από αυτά, το FRB 20201124A, που πρωτοεμφανίστηκε το 2020 και προερχόταν από έναν κοντινό γαλαξία, φάνηκε να επαναλαμβάνεται συνολικά 12 φορές.
Αυτός ο χάρτης του ουρανού, που ελήφθη από τη νέα ερευνητική μελέτη, δείχνει τις θέσεις όλων των επαναλαμβανόμενων γρήγορων ραδιοφωνικών εκρήξεων που έχουν εντοπιστεί μέχρι στιγμής. Credit: CHIME/FRB Collaboration/The Astrophysical Journal
Η επιλογή αυτών των σημάτων απαιτούσε από την ομάδα να αναπτύξει νέα στατιστικά εργαλεία για την ανάλυση των δεδομένων CHIME.
«Τώρα μπορούμε να υπολογίσουμε με ακρίβεια την πιθανότητα ότι δύο ή περισσότερες εκρήξεις που προέρχονται από παρόμοιες τοποθεσίες δεν είναι απλώς μια σύμπτωση», εξήγησε ο Pleunis. «Αυτά τα νέα εργαλεία ήταν απαραίτητα για αυτή τη μελέτη και θα είναι επίσης πολύ χρήσιμα για παρόμοια έρευνα στο μέλλον».
Μία από τις προκλήσεις της μελέτης των FRB είναι ότι δεν μπορείτε να προβλέψετε πότε θα εμφανιστεί. Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι αστρονόμοι μπορούν να στρέφουν τα ραδιοτηλεσκόπια τους μόνο στον ουρανό και ελπίζουν να λάβουν ένα ή περισσότερα από αυτά τα σήματα κατά τη διάρκεια της παρατήρησής τους. Μερικοί ερευνητές έχουν προβλέψει ότι χιλιάδες από αυτούς θα μπορούσαν να πυροβολούν κάθε μέρα στον ουρανό. Ωστόσο, ανιχνεύουμε μόνο έναν μικρό αριθμό λόγω της περιορισμένης ποσότητας ουρανού που μπορούν να σαρώσουν τα τρέχοντα ραδιοτηλεσκόπια ανά πάσα στιγμή.
Η εύρεση επαναλαμβανόμενων FRB είναι ακόμη πιο περίπλοκη. Αυτό συμβαίνει επειδή τα ραδιοτηλεσκόπια πρέπει να είναι στραμμένα στο ίδιο μέρος του ουρανού κατά τη διάρκεια κάθε επαναλαμβανόμενου σήματος. Έτσι, μη γνωρίζοντας το χρονοδιάγραμμα των επαναλήψεων, εξαρτάσαι ακόμα περισσότερο από την τύχη.
ΔΕΙΤΕ ΕΠΙΣΗΣ: Το Perseverance Rover της NASA έχασε το κατοικίδιό του τον Αρειανό βράχο
CHIME Sweeps για FRB
Σε λειτουργία από το 2017, το CHIME παρακολουθεί ολόκληρο τον ουρανό από πάνω του ταυτόχρονα, έτοιμο να υποκλέψει κάθε σήμα από το διάστημα που εμφανίζεται στο οπτικό του πεδίο. Επίσης, ενώ τα οπτικά τηλεσκόπια γενικά πρέπει να περιμένουν μέχρι το σκοτάδι για να παρατηρήσουν, η ραδιοαστρονομία μπορεί να γίνει μέρα ή νύχτα. Επομένως, καθώς η Γη περιστρέφεται, το CHIME μπορεί να καλύπτει ολόκληρο το βόρειο μισό της ουράνιας σφαίρας κάθε μέρα.
Μόνο τον πρώτο χρόνο της, η CHIME συγκέντρωσε πάνω από 500 FRB. Σύμφωνα με το CHIME Collaboration, μέχρι τα μέσα του 2020, το τηλεσκόπιο είχε εντοπίσει περισσότερα από 1.000.
Παρακολουθήστε παρακάτω: Ένα χρονικό διάστημα μιας ολόκληρης ημέρας παρατηρήσεων CHIME
Το CHIME είναι ένα εξαιρετικό εργαλείο για την ανίχνευση FRB, αλλά έχει τους περιορισμούς του. Επειδή είναι συνδεδεμένο με την περιστροφή της Γης, το οπτικό πεδίο του τηλεσκοπίου σαρώνει στο διάστημα, λίγο σαν κώνος φωτός από φάρο. Έτσι, ενώ μπορεί να καλύψει ολόκληρη τη βόρεια ουράνια σφαίρα σε μια μέρα, πόσα FRB θα ανιχνεύσει και πόσα επαναλαμβανόμενα FRB θα βρει, εξαρτάται από το πού ακριβώς στο διάστημα κοιτάτε κάθε δεδομένη στιγμή. Εάν ο χρονισμός ενός FRB (επαναλαμβανόμενος ή όχι) είναι απενεργοποιημένος έστω και στο μικρότερο ποσό, έτσι ώστε η πηγή να βρίσκεται κάτω από τον ορίζοντα CHIME όταν το σήμα φτάσει εδώ, το τηλεσκόπιο εξακολουθεί να μην το ανιχνεύει.
Ωστόσο, εάν υπήρχαν περισσότερα τηλεσκόπια όπως το CHIME, οι αστρονόμοι θα μπορούσαν να καλύψουν πολύ περισσότερο χώρο ταυτόχρονα, συλλαμβάνοντας έτσι πολλά περισσότερα FRB και ανακαλύπτοντας περισσότερες επαναλήψεις.
ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ: Το καναδικό τηλεσκόπιο ανιχνεύει περίεργο μοτίβο 16 ημερών σε σήματα στο βαθύ διάστημα
Γιατί είναι σημαντικό?
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι οι νέες τεχνικές τους θα βοηθήσουν στην εύρεση ακόμη περισσότερων επαναλαμβανόμενων FRB. Άλλα τηλεσκόπια μπορούν στη συνέχεια να παρατηρήσουν αυτές τις ανακαλύψεις την κατάλληλη στιγμή για να πάρουν τα επαναλαμβανόμενα σήματα.
«Τα επαναλαμβανόμενα FRB είναι εξαιρετικοί στόχοι για άλλα τηλεσκόπια, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που μπορούν να μετρήσουν τις θέσεις τους με μεγάλη ακρίβεια και να μας ενημερώσουν από ποιους γαλαξίες προέρχονται», δήλωσε η συν-συγγραφέας Δρ. Ingrid Stairs, καθηγήτρια στο τμήμα του Πανεπιστημίου της Βρετανικής Κολομβίας. . της φυσικής και της αστρονομίας, σύμφωνα με το UBC News. «Μακροπρόθεσμα, ελπίζουμε να μάθουμε πολλά για την προέλευσή τους».
«Τα FRB πιθανότατα παράγονται από τα υπολείμματα εκρηκτικών αστρικών θανάτων». Ο Pleunis είπε, αναφερόμενος σε αστέρια νετρονίων, πάλσαρ και μαύρες τρύπες ή φαινόμενα όπως εκρήξεις ακτίνων γάμμα. Μελετώντας λεπτομερώς τις επαναλαμβανόμενες πηγές FRB, μπορούμε να μελετήσουμε τα περιβάλλοντα στα οποία συμβαίνουν αυτές οι εκρήξεις και να κατανοήσουμε καλύτερα τα τελικά στάδια της ζωής ενός άστρου. Μπορούμε επίσης να μάθουμε περισσότερα για το υλικό που εκτοξεύεται πριν και κατά τη διάρκεια του αστεριού. αστέρι, το οποίο στη συνέχεια επιστρέφεται στους γαλαξίες στους οποίους ζουν οι FRB».
Επίσης, η ανίχνευση περισσότερων επαναλαμβανόμενων FRB μπορεί να βοηθήσει τους αστρονόμους να ανακαλύψουν τις απαντήσεις σε άλλες ερωτήσεις σχετικά με το σύμπαν.
«Μια ενδιαφέρουσα λεωφόρος έρευνας είναι η χρήση τους για τη μέτρηση της ποσότητας ύλης μεταξύ των γαλαξιών ή του διαγαλαξιακού μέσου», εξήγησε ο Άνταμ Ντονγκ στο δελτίο ειδήσεων του UBC.
Επιπλέον, εκτός από τα 25 επιβεβαιωμένα επαναλαμβανόμενα FRB που βρέθηκαν σε αυτή τη μελέτη, οι ερευνητές εντόπισαν άλλους 14 πιθανούς υποψηφίους. Ενώ υπήρχαν αρκετά σημαντικές διαφορές μεταξύ των επαναλαμβανόμενων εκρήξεων για αυτούς τους υποψηφίους (σε θέση, διασπορά, χρονισμό, κ.λπ.), εάν μπορούν να επιβεβαιωθούν ως πραγματικοί επαναλήπτες, θα μπορούσε να αποκαλύψει ακόμη περισσότερα για αυτά τα μυστηριώδη φαινόμενα.
Δείτε παρακάτω: Ένα μακρινό μωρό αστέρι λύνει τη μυστηριώδη προέλευση του νερού της Γης
Κάντε κλικ εδώ για να δείτε το βίντεο