Nopeista radiopurskeista (FRB) on tullut tutkimuksen pääpaino viimeisen vuosikymmenen aikana. Radioastronomiassa tämä ilmiö viittaa kaukoisista kosmologisista lähteistä tuleviin ohimeneviin radiopulsseihin, jotka kestävät tyypillisesti vain muutaman millisekunnin keskimäärin. Sen jälkeen kun ensimmäinen tapahtuma havaittiin vuonna 2007 (”Lorimer Burst”), on havaittu 38 FRB: tä, mutta tutkijat eivät vieläkään ole varmoja, mikä niitä aiheuttaa.
Tähtitieteilijöiden teorioiden ollessa tähtien räjähdysmäisistä räjähdyksistä pulsareihin ja magnetaareihin - ja jopa maanpäällisen älykkyyden (ETI) lähettämiin viesteihin - tähtitieteilijät ovat päättäneet oppia lisää näistä omituisista signaaleista. Ja kiitos Australian tutkijaryhmän uuden tutkimuksen, joka käytti Australian neliökilometrin ryhmää, ASKAP: ta, tunnettujen FRB-lähteiden määrä on melkein kaksinkertaistunut.
Niiden tutkimusta yksityiskohtainen tutkimus, joka ilmestyi äskettäin lehdessä luonto, sitä johti tohtori Ryan Shannon - tutkija Swinburnen teknillisestä yliopistosta ja OzGrav ARC -keskuksesta - ja mukana oli jäseniä kansainvälisestä radioastronomiatutkimuksen keskuksesta (ICRAR), Australian teleskoopin kansallisesta laitoksesta (ATNF), ARC: stä. All-Sky-astrofysiikan huippuyksikkö (CAASTRO) ja useat yliopistot.
Kuten he toteavat tutkimuksessaan, yrityksiä ymmärtää FRB-yhdisteitä kokonaisuutena ovat estäneet monet tekijät. Yhden suhteen aiempia hakuja on suoritettu teleskoopeilla, jotka vaihtelevat herkkyyden suhteen, erilaisilla radiotaajuuksilla ja ympäristöissä, joilla on erilaiset radiotaajuiset häiriöt - jotka ovat ihmisen toiminnan seurausta.
Toiseksi aikaisemmat etsinnät ovat monimutkaiset lähteiden ohimenevän luonteen ja ilmaisinlaitteiden huonon kulmaresoluution vuoksi, mikä on johtanut epävarmuuteen FRB: n lähteistä ja niiden kirkkaudesta. Tämän ratkaisemiseksi ryhmä teki hyvin hallitun, laaja-alaisen radiotutkimuksen sarjasta purskeita, jotka löydettiin vuonna 2016 ja jäljitettiin kääpiögalaksiin, joka sijaitsee 3,7 miljardin valovuoden päässä.
Ryhmä suoritti tämän tutkimuksen ASKAP-ryhmällä, joka on maailman nopein radiotutkimuksen kaukoputki, joka sijaitsee Länsi-Australiassa. Kansainyhteisön tiede- ja teollisuustutkimusjärjestön (CSIRO) suunnittelema ja suunnittelema ASKAP-ryhmä koostuu 36 'antenniantennista', jotka ovat levinneet maastoalueelle, jonka halkaisija on 6 km (3,7 mi).
Tämän ryhmän avulla, joka on tulevaisuuden SKA-neliökilometrijärjestelmän edeltäjä, tutkimusryhmä kartoitti tästä kaukaisesta kosmologisesta lähteestä tulevia purskeita. Sen lisäksi, että löydettiin enemmän FRB-yhdisteitä yhdessä vuodessa kuin mikään aikaisempi tutkimus, he havaitsivat myös, että signaalit tulivat lähteistä, jotka olivat paljon kauempana kuin aikaisemmin ajateltiin. Kuten tohtori Shannon selitti ICRAR-lehdistötiedotteessa:
”Olemme löytäneet 20 nopeaa radiopursketta vuodessa, mikä on lähes kaksinkertainen maailmanlaajuisesti havaittujen lukumäärään sen jälkeen, kun ne löydettiin vuonna 2007. Käyttämällä Australian neliökilometrin ryhmän polkuradan (ASKAP) uutta tekniikkaa, olemme myös todistaneet, että nopea radiopurske ovat lähtöisin maailmankaikkeuden toiselta puolelta eikä omalta galaktiselta naapurustoltamme. ”
Seurantahavainnoilla, jotka tehtiin 8–46 päivän kuluttua ensimmäisistä havainnoista, havaittiin, että mikään purskeista ei toistunut. Heidän havaitsemansa 20 purskeen joukossa olivat myös lähimmät lähteet, joita koskaan havaittu, puhtaan kirkkaimmista. Heidän havaintonsa osoittivat myös, että purskeen hajoamisen ja kirkkauden, sekä intensiteetin ja etäisyyden välillä on yhteys.
Syynä tähän on se tosiasia, että kaukaisemmat purskeet matkustavat miljardeja valovuosia ennen kuin saavuttavat maapallon. Matkansa aikana ne kulkevat lähteen ja maan välillä sijaitsevan materiaalin (kuten kaasupilvien) läpi, jolla on vaikutus niihin. Kuten tohtori Jean-Pierre Macquart ICRAR: n Curtin University -solmusta ja avustajana kirjoitti:
”Joka kerta kun tämä tapahtuu, purskeen muodostavat erilaiset aallonpituudet hidastavat eri määrillä. Lopulta purske saavuttaa maan, kun sen aallonpituudet leviävät saapuessaan teleskooppiin hieman eri aikoina, kuten uimurit maalilinjalla. Eri aallonpituuksien saapumisen ajoitus kertoo meille, kuinka paljon materiaalia purske on kulkenut matkallaan. Ja koska olemme osoittaneet, että nopeat radiopurskeet tulevat kaukaa, voimme käyttää niitä havaitsemaan kaikki kadonneet aineet, jotka sijaitsevat galaksien välisessä tilassa - mikä on todella jännittävä löytö. "
Tämän viimeisimmän löytöryhmän ansiosta tutkijat ymmärtävät nyt, että toistaiseksi havaitut FRB: t ovat lähtöisin kosmoksen toiselta puolelta, eikä galaksiamme. Emme kuitenkaan vieläkään ole lähemmäs määrittämistä, mikä heitä aiheuttaa tai mistä galakseista he ovat peräisin. Mutta tutkimusnäytteellä, joka koostuu nyt 48 havainnasta, tutkijat oppivat todennäköisesti paljon enemmän tulevina vuosina.
Tohtori Shannonille ja hänen tutkimusryhmälleenen seuraava haaste on selvittää murtumien paikat taivaalla. "Pystymme paikallistamaan purskeet parempaan kuin tuhannesosaan astetta", hän sanoi. "Se on noin kymmenen metrin päässä nähtynä hiuksen leveys ja tarpeeksi hyvä sitomaan jokainen purske tiettyyn galaksiin."
Ja tällä välin FRB-tutkimuksen odotetaan myös johtavan merkittäviin läpimurtoihin tähtitiedessä. Jo jo yksi CSIRO-tutkijoiden ryhmä havaitsi Australian Parkes-observatorion havaitsemaan FRB: n vuonna 2016, jota useat observatoriat ympäri maailmaa havaitsivat. Seurauksena joukkue pystyi tunnistamaan lähteen (elliptinen galaksi 6 miljardin valovuoden päässä) ja määrittämään signaalin punaisen siirtymisen.
Tämän ennennäkemättömän saavutuksen ansiosta tutkimusryhmä pystyi mittaamaan galaksin ja maan välillä väliintuloaineiden tiheyttä, mikä vahvisti, että nykyiset mallimme aineen tiheyden mittaamiseksi maailmankaikkeudessa ovat oikeat. Toisin sanoen joukkue pystyi löytämään maailmankaikkeuden puuttuvan aineen käyttämällä FRB: tä mittauskeppuna. Tai kuten tohtori Jean-Pierre Macquart, vanhempi luennoitsija Curtinin yliopistossa ja yksi tutkimuksesta vastuussa olevista tutkijoista, sanoivat:
”[FRB: t] ovat käytännössä fysiikan laboratorioita, jotka koettelevat aineen ja energian äärimmäisyyksiä, joihin meillä ei ole pääsyä maanpäällisissä laboratorioissa. Ja juuri tällainen fysiikka ajaa tulevaisuuden teknologista kehitystä seuraavien sukupolvien ajan. "
Viimeaikaiset tutkimukset ovat myös todenneet, että FRB: t ovat hyvin yleisiä kosmologisia tapahtumia, joita tapahtuu noin kerran sekunnissa maailmankaikkeudessa. Tehokkaiden havainnointityökalujen tullessa verkkoon pian - kuten neliökilometrimallijärjestelmä (SKA), suuri Latinalaisen Amerikan millimetriryhmä (LLAMA) ja Qitai 110m -teleskooppi - tutkijat seuraavat varmasti lähitulevaisuudessa paljon enemmän FBR-laitteita.
Jokaisen uuden havainnon avulla voimme oppia lisää siitä, mikä aiheuttaa näitä outoja välähdyksiä ja kuinka niitä voitaisiin käyttää maailmankaikkeuden salaisuuksien avaamiseen. Sillä välin, muista tutustua tähän haastatteluun tri Shannonin ja etsintäryhmän kanssa, CSIRO: n suosituksella:
