Rýchle rádiové zhluky (FRB) sa v poslednom desaťročí stali hlavným predmetom výskumu. V rádiovej astronómii sa tento jav týka prechodných rádiových impulzov pochádzajúcich zo vzdialených kozmologických zdrojov, ktoré zvyčajne trvajú v priemere iba niekoľko milisekúnd. Od prvého zistenia v roku 2007 („Lorimer Burst“) sa pozorovalo tridsaťštyri FRB, vedci si však stále nie sú istí, čo ich spôsobuje.
S teóriami siahajúcimi od explózie hviezd a čiernych dier po pulzary a magnetary - a dokonca aj správ pochádzajúcich z mimozemských inteligencií (ETI) - boli astronómovia odhodlaní dozvedieť sa viac o týchto podivných signáloch. A vďaka novej štúdii tímu austrálskych vedcov, ktorí použili Kilometer Array Pathfinder austrálsky štvorec (ASKAP), sa počet známych zdrojov FRB takmer zdvojnásobil.
Štúdia, ktorá podrobne popisuje ich výskum, ktorý sa nedávno objavil v časopise príroda, Ryan Shannon - výskumný pracovník z Swinburne University of Technology a OzGrav ARC Center of Excellence - a boli členmi Medzinárodného centra pre výskum astronómie (ICRAR), Australian Telescope National Facility (ATNF), ARC Centrum excelentnosti pre astrofyziku typu All-Sky (CAASTRO) a viac univerzít.
Ako uvádzajú vo svojej štúdii, pokusom porozumieť FRB ako celku brzdilo množstvo faktorov. V prvom rade sa uskutočnili predchádzajúce vyhľadávania s ďalekohľadmi, ktoré sa líšia z hľadiska citlivosti, v rozsahu rôznych rádiových frekvencií av prostrediach s rôznymi úrovňami vysokofrekvenčného rušenia - ktoré sú výsledkom ľudskej činnosti.
Po druhé, minulé vyhľadávanie komplikovala prechodná povaha zdrojov a zlé uhlové rozlíšenie detekčných nástrojov, čo viedlo k neistote, pokiaľ ide o zdroje FRB a ich jas. Na vyriešenie tohto problému tím uskutočnil dobre riadený rádiový prieskum so širokým poľom zameraný na množstvo výbuchov, ktoré boli objavené v roku 2016 a vysledovali trpasličiu galaxiu vzdialenú 3,7 miliardy svetelných rokov.
Tím uskutočnil tento prieskum pomocou poľa ASKAP, najrýchlejšieho ďalekohľadu na svete, ktorý sa nachádza v západnej Austrálii. Rad ASKAP je navrhnutý a skonštruovaný Organizáciou pre vedecký a priemyselný výskum spoločenstva (CSIRO). Je tvorený 36 anténami „antény“, ktoré sú rozmiestnené po celej dĺžke terénu s priemerom 6,7 km.
Použitím tohto zoskupenia, ktoré je predchodcom budúceho ďalekohľadu Square Kilometer Array (SKA), výskumný tím skúmal výbuchy prichádzajúce z tohto vzdialeného kozmologického zdroja. Okrem toho, že v jednom roku našli viac FRB ako v predchádzajúcom prieskume, tiež zistili, že signály pochádzajú zo zdrojov oveľa ďalej, ako sa pôvodne predpokladalo. Ako vysvetlil Dr Shannon v tlačovej správe ICRAR:
„Zistili sme, že 20 rýchlych rádiových výbuchov za rok sa takmer zdvojnásobil počet zistený po celom svete od ich objavenia v roku 2007. Použitím novej technológie austrálskeho štvorca Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) sme tiež dokázali, že rýchle rádiové výbuchy prichádzajú skôr z druhej strany vesmíru ako z nášho vlastného galaktického okolia. “
Následné pozorovania uskutočnené medzi 8 a 46 dňami po počiatočnom zistení zistili, že žiadny z impulzov sa neopakoval. Medzi 20 výbuchmi, ktoré zistili, patria aj najbližšie pozorované zdroje, nehovoriac o najjasnejších. Ich nálezy tiež ukázali, že existuje vzťah medzi rozptylom roztrhnutia a jasom, ako aj intenzitou a vzdialenosťou.
Dôvodom je to, že vzdialenejšie výbuchy cestujú milióny svetelných rokov pred dosiahnutím Zeme. Počas cesty prechádzajú materiálom, ktorý sa nachádza medzi prameňom a Zemou (napríklad oblaky plynu), čo na ne má vplyv. Ako Dr. Jean-Pierre Macquart, z uzla ICRAR v Curtin University a spoluautorom príspevku, vysvetlil:
„Zakaždým, keď sa to stane, rôzne vlnové dĺžky, ktoré tvoria zhluk, sú spomalené rôznymi množstvami. Nakoniec výbuch dosiahne Zem so šírením vlnových dĺžok prichádzajúcich k ďalekohľadu v mierne odlišných časoch, napríklad plavci na cieľovej čiare. Načasovanie príchodu rôznych vlnových dĺžok nám hovorí, koľko materiálu praskol praskol počas svojej cesty. A pretože sme ukázali, že rýchle rádiové záblesky pochádzajú z ďalekej vzdialenosti, môžeme ich použiť na detekciu všetkých chýbajúcich látok nachádzajúcich sa v priestore medzi galaxiami - čo je skutočne vzrušujúci objav. ““
Vďaka tejto najnovšej skupine objavov vedci teraz chápu, že FRB, ktoré doteraz odhalili, pochádzajú skôr z druhej strany vesmíru než z našej galaxie. Stále však nie sme bližšie k určeniu toho, čo ich spôsobuje alebo z ktorých galaxií pochádzajú. Ale s výskumnou vzorkou, ktorá teraz pozostáva zo 48 detekcií, sa vedci pravdepodobne v nasledujúcich rokoch naučia oveľa viac.
Pre Dr. Shannona a jeho výskumný tím bude ďalšou výzvou určiť miesta výbuchov na oblohe. "Budeme schopní lokalizovať výbuchy lepšie ako tisícinu stupňa," uviedol. "To je asi šírka ľudských vlasov videných desať metrov od seba a dosť dobrá na to, aby každá z nich praskla na konkrétnu galaxiu."
Očakáva sa, že medzitým štúdium FRB povedie k veľkým prielomom v astronómii. Tím výskumníkov CSIRO už použil observatórium Parkes v Austrálii na odhalenie FRB v roku 2016, čo potom pozorovali viaceré observatóriá na celom svete. Výsledkom bolo, že tím dokázal identifikovať zdroj (eliptická galaxia vzdialená 6 miliárd svetelných rokov) a určiť červený posun signálu.
Tento bezprecedentný výkon umožnil výskumnému tímu zmerať hustotu zasahujúcej hmoty medzi touto galaxiou a Zemou, čo potvrdilo, že naše súčasné modely na meranie hustoty hmoty vo vesmíre sú správne. Inými slovami, tím dokázal nájsť „chýbajúcu hmotu“ vesmíru pomocou FRB ako meracej tyčinky. Alebo ako Dr. Jean-Pierre Macquart, hlavný prednášajúci na Curtin University a jeden z vedcov zodpovedných za objav, uviedol:
„[FRB] sú v skutočnosti fyzikálne laboratóriá, ktoré zisťujú extrémy hmoty a energie, ku ktorým nemáme prístup v pozemských laboratóriách. A práve tento druh fyziky bude v budúcich generáciách poháňať budúci pokrok v technológii. “
Posledný výskum tiež ukázal, že FRB sú veľmi častou kozmologickou udalosťou, ktorá sa v našom vesmíre vyskytuje približne raz za sekundu. Vďaka mocným nástrojom na pozorovanie, ktoré budú čoskoro k dispozícii online - napríklad Square Kilometer Array (SKA), Large Latin American America Millimeter Array (LLAMA) a Qitai 110m Radio Telescope - si vedci určite v blízkej budúcnosti všimnú oveľa viac FBR.
S každou novou detekciou stojíme za to, aby sme sa dozvedeli viac o tom, čo spôsobuje tieto podivné záblesky a ako ich možno použiť na odomknutie záhad nášho vesmíru. Medzitým nezabudnite skontrolovať tento rozhovor s Dr. Shannonom a objavným tímom, so súhlasom CSIRO:
