We wrześniu 2017 r. Rozpoczął się kanadyjski eksperyment mapowania intensywności wodoru (CHIME) w Kolumbii Brytyjskiej, szukając oznak szybkich wybuchów radiowych (FRB) w naszym Wszechświecie. Te rzadkie, krótkie i energetyczne rozbłyski spoza naszej galaktyki są tajemnicą, odkąd pierwszy zaobserwowano nieco ponad dekadę temu. Szczególnie interesujące są te, które powtarzają się, a są jeszcze rzadsze.
Zanim CHIME zaczął zbierać światło z kosmosu, astronomowie znali tylko trzydzieści FRB. Ale dzięki wyrafinowanemu zestawowi anten CHIME i zwierciadeł parabolicznych (które są szczególnie wrażliwe na FRB) liczba ta wzrosła do blisko 700 (w tym 20 repeaterów). Według nowego badania przeprowadzonego przez badaczy CHIME, ta duża liczba wykrytych danych pozwala na uzyskanie nowych informacji na temat tego, co je powoduje.
Po raz pierwszy wykryte w 2007 r., FRB stanowią jedną z największych tajemnic, przed jakimi stoi dziś astronom. Chociaż zjawisko to jest niezwykle potężne, chwilowo przyćmia nawet najjaśniejsze pulsary galaktyczne o współczynnik około miliona, ale są one również niezwykle krótkotrwałe (trwają około milisekundy). Mimo że wiele z nich zostało zlokalizowanych w odległych galaktykach, astronomowie wciąż nie są pewni, co je powoduje.
Nie oznacza to, że nie ma zbyt wielu teorii, które wahają się od rotacyjnych gwiazd neutronowych lub zapaści dziwnych skorup gwiazdowych po dowody na aktywność pozaziemską. Ta ostatnia teoria jest częściowo rozrywkowa ze względu na kilka przypadków powtarzania się FRB. Żadne znane zjawiska naturalne nie mogą tego wyjaśnić, stąd spekulacja, że może to być forma komunikacji.
Oto pytanie, na które starał się odpowiedzieć międzynarodowy zespół kierowany przez Emmanuela Fonsecę - doktora habilitowanego na Wydziale Fizyki Uniwersytetu McGill i części McGill Space Institute. Na potrzeby badania zespół oparł się na danych z 9 nowych powtarzających się źródeł FRB, które zostały niedawno wykryte przez CHIME, aby zobaczyć, co mogą wywnioskować.
Dwie populacje
To, co odkryli podczas badania tych repeaterów, potwierdziło coś, co astronomowie teoretyzowali od jakiegoś czasu. Zasadniczo istnieją dwie populacje FRB - powtarzające się i niepowtarzające się - które mogą być spowodowane różnymi zjawiskami i / lub w różnych środowiskach. Można to zaobserwować przez pomiar poziomu dyspersji, szerokości impulsu i namagnesowanego otoczenia wokół źródła FRB.
W przypadku dyspersji spowodowanej materią, przez którą sygnały FRB muszą przejść, aby do nas dotrzeć, zespół stwierdził, że rozkład był taki sam dla repeaterów i nie-repeaterów. Sugeruje to, że te dwie populacje mają podobny rozkład i pochodzą z podobnych lokalnych środowisk.
Jednak podczas pomiaru szerokości impulsu zespół stwierdził, że szerokości są większe dla repeaterów niż dla repeaterów. Z tego wywnioskowali, że impulsy z powtarzających się źródeł mają nieco dłuższy czas trwania, co może również oznaczać, że dwie populacje mają dwa różne mechanizmy emisji. Na koniec zmierzyli, w jaki sposób światło oddziałuje ze środowiskiem magnetycznym (inaczej rotacja Faradaya) wokół źródeł wybuchu.
W przypadku dwóch nowych repeaterów stwierdzili, że ich miary obrotu były w rzeczywistości niższe niż dość wysoka miara uzyskana z pierwszego znanego repeatera (FRB 121101). Może to sugerować, że zarówno repeatery, jak i nie-repeatery pochodzą z niezbyt silnie namagnesowanych środowisk. Oznaczałoby to ponadto, że FBR 121101 była anomalią, choć to dopiero się okaże.
W tym momencie astronomowie są jeszcze daleko od ustalenia przyczyn FRB i tego, czy należą do różnych populacji. Ale dzięki szybkiej ewolucji zachodzącej w tej dziedzinie, coraz więcej jest wykrywanych przez cały czas, zwiększając w ten sposób prawdopodobieństwo poważnego przełomu!
