Pastarąjį dešimtmetį svarbiausias tyrimų objektas tapo greita radijo banga (FRB). Radijo astronomijoje šis reiškinys reiškia trumpalaikius radijo impulsus, sklindančius iš tolimų kosmologinių šaltinių, kurie paprastai trunka vidutiniškai tik keletą milisekundžių. Nuo pirmojo įvykio, aptikto 2007 m. („Lorimer Burst“), buvo pastebėta trisdešimt keturi FRB, tačiau mokslininkai vis dar nėra tikri, kas juos sukelia.
Teorijos, pradedant sprogstančiomis žvaigždėmis ir juodosiomis skylėmis, baigiant pulsarais ir magnatais, ir netgi žinios, gautos iš nežemiškos intelekto (ETI), astronomai buvo pasiryžę daugiau sužinoti apie šiuos keistus signalus. Ir australų tyrėjų grupės, kuri pasinaudojo Australijos kvadratinių kilometrų masyvo trajektorija (ASKAP), naujo tyrimo dėka žinomų FRB šaltinių skaičius išaugo beveik dvigubai.
Tyrimas, kuriame išsamiai aprašytas jų tyrimas, kuris neseniai pasirodė žurnale Gamta, jam vadovavo daktaras Ryanas Shannonas - Swinburno technologijos universiteto ir „OzGrav ARC“ kompetencijos centro tyrėjas - ir jame dalyvavo nariai iš Tarptautinio radijo astronomijos tyrimų centro (ICRAR), Australijos teleskopo nacionalinio fondo (ATNF), ARC Visapusiško dangaus astrofizikos kompetencijos centras (CAASTRO) ir keli universitetai.
Kaip jie teigia savo tyrime, bandymams suprasti visą ŠNB kliudė daugybė veiksnių. Pirma, ankstesnės paieškos buvo atliktos naudojant teleskopus, kurių jautrumas skiriasi, esant skirtingiems radijo dažniams, ir aplinkoje, kurioje yra skirtingi radijo dažnių trukdžiai - tai yra žmogaus veiklos rezultatas.
Antra, praeities paieškas apsunkino trumpalaikis šaltinių pobūdis ir prasta aptikimo priemonių kampinė skiriamoji geba, dėl kurios kilo abejonių dėl FRB šaltinių ir jų ryškumo. Siekdama išspręsti šią problemą, komanda atliko gerai kontroliuojamą plataus diapazono radijo bangų tyrimą, kuriame dalyvavo sprogimai, kurie buvo aptikti 2016 m. Ir atsekti iki nykštukinės galaktikos, esančios už 3,7 milijardo šviesmečių.
Komanda šią apklausą atliko naudodama greičiausią pasaulyje radijo tyrimo teleskopą ASKAP, esantį vakarų Australijoje. Suprojektuota ir suprojektuota Sandraugos mokslo ir pramonės tyrimų organizacijos (CSIRO), ASKAP rinkinį sudaro 36 „indų“ antenos, išsidėsčiusios 6 km (3,7 mi) skersmens reljefo ruože.
Naudodamas šį masyvą, kuris yra būsimo kvadratinių kilometrų masyvo (SKA) teleskopo pirmtakas, tyrimo komanda ištyrė iš šio tolimo kosmologinio šaltinio kylančius pliūpsnius. Jie ne tik rado daugiau FRB per vienerius metus nei bet kuriame ankstesniame tyrime, jie taip pat pastebėjo, kad signalai sklinda iš šaltinių, kur kas toliau, nei manyta anksčiau. Kaip dr. Shannon paaiškino ICRAR pranešime spaudai:
„Per metus mes radome 20 greitų radijo bangų signalų, kurie beveik padvigubina visame pasaulyje aptiktų skaičių nuo tada, kai jie buvo rasti 2007 m. Naudodami naują Australijos kvadratinių kilometrų masyvo kelio takelio nustatymo (ASKAP) technologiją, mes taip pat įrodėme, kad greitas radijo bangų sprogimas ateina iš kitos Visatos pusės, o ne iš mūsų pačių galaktikos kaimynystės. “
Tolesni stebėjimai, atlikti nuo 8 iki 46 dienų po pirminio aptikimo, parodė, kad nė vienas iš pylimų nepasikartojo. Į jų aptiktus 20 sprogimų taip pat buvo įtraukti artimiausi šaltiniai, kurie kada nors buvo pastebėti, jau nekalbant apie ryškiausius. Jų išvados taip pat parodė, kad yra ryšys tarp pliūpsnio pasklidimo ir ryškumo, taip pat intensyvumo ir atstumo.
To priežastis yra ta, kad tolimesni sprogimai keliauja milijardais šviesmečių prieš pasiekiant Žemę. Kelionės metu jie praeina pro medžiagą, esančią tarp šaltinio ir Žemės (pvz., Dujų debesis), kuri jiems daro įtaką. Kaip aiškino dr. Jean-Pierre Macquart iš ICRAR Kurtino universiteto mazgo ir bendraautoris popieriuje:
„Kiekvieną kartą tai nutikus, skirtingi bangų ilgiai, kurie sudaro sprogimą, sulėtėja skirtingais kiekiais. Galų gale, sprogimas pasiekia Žemę, kai bangų ilgiai sklinda į teleskopą šiek tiek skirtingu metu, pavyzdžiui, kaip plaukikai finišo tiesiojoje. Skirtingų bangų ilgių atvykimo laikas mums parodo, kokią medžiagą sprogo jos kelionė. Ir kadangi mes parodėme, kad greitos radijo bangos sklinda iš toli, jas galime panaudoti visoms trūkstamosioms medžiagoms, esančioms erdvėje tarp galaktikų, aptikti - tai tikrai įdomus atradimas “.
Dėl šios naujausios atradimų grupės mokslininkai dabar supranta, kad iki šiol aptikti FRB atsirado kitoje kosmoso pusėje, o ne mūsų galaktikoje. Tačiau mes vis dar nesame artimesni nustatant, kas juos sukelia ar iš kurių galaktikų jie kilę. Tačiau turėdami tyrimų imtį, kurią dabar sudaro 48 aptikimai, tikėtina, kad ateinančiais metais tyrėjai sužinos daug daugiau.
Daktarui Shannonui ir jo tyrimų komandai kitas iššūkis bus tiksliai nustatyti sprogimo vietas danguje. „Mes galėsime lokalizuoti trūkumus daugiau nei tūkstantąją laipsnio dalį“, - sakė jis. "Tai yra maždaug už dešimties metrų atstumu matomi žmogaus plaukai ir pakankamai geri, kad kiekvienas sprogimas būtų susietas su konkrečia galaktika."
Tuo tarpu tikimasi, kad FRB tyrimai lems keletą esminių astronomijos proveržių. Jau tada CSIRO tyrėjų komanda pasinaudojo Parkeso observatorija Australijoje 2016 m. Aptikti FRB, kurią vėliau stebėjo kelios observatorijos visame pasaulyje. Todėl komanda sugebėjo nustatyti šaltinį (elipsinę galaktiką nuo 6 milijardų šviesmečių atstumu) ir nustatyti signalo raudoną poslinkį.
Šis precedento neturėjęs žygdarbis leido tyrimo komandai išmatuoti tarp šios galaktikos ir Žemės įsiterpusių medžiagų tankį, o tai patvirtino, kad mūsų dabartiniai materijos tankio matavimo Visatos modeliai yra teisingi. Kitaip tariant, komanda sugebėjo rasti „trūkstamą Visatos materiją“, naudodama FRB kaip matavimo lazdelę. Arba, pasak dr. Jean-Pierre Macquart, Kurtino universiteto vyresniojo dėstytojo ir vieno iš už šį atradimą atsakingų mokslininkų:
„[FRB] iš tikrųjų yra fizikos laboratorijos, tiriančios materijos ir energijos kraštutinumus, kurių mes negalime pasiekti antžeminėse laboratorijose. Būtent tokia fizika paskatins technologijų pažangą ateinančioms kartoms “.
Naujausi tyrimai taip pat nustatė, kad FRB yra labai dažnas kosmologinis įvykis, įvykstantis maždaug kartą per sekundę mūsų Visatoje. Greitai internete pasirodysiantys galingi stebėjimo įrankiai - pavyzdžiui, kvadratinių kilometrų masyvas (SKA), didelis Lotynų Amerikos milimetrų matrica (LLAMA) ir radijo teleskopas „Qitai 110m“ - artimiausiu metu mokslininkai tikrai stebės dar daug kitų FBR.
Su kiekvienu nauju aptikimu mes stengiamės sužinoti daugiau apie tai, kas sukelia šiuos keistus blyksnius ir kaip jie galėtų būti panaudoti atrakinti mūsų Visatos paslaptis. Tuo tarpu būtinai peržiūrėkite šį pokalbį su daktaru Shannonu ir atradimų komanda, sutikdami su CSIRO:
