Rychlé rádiové burzy (FRB) se v posledním desetiletí staly hlavním předmětem výzkumu. V radioastronomii se tento jev týká přechodných rádiových pulzů přicházejících ze vzdálených kosmologických zdrojů, které obvykle trvají v průměru jen několik milisekund. Od doby, kdy byla první událost detekována v roce 2007 („Lorimer Burst“), bylo pozorováno třicet čtyř FRB, ale vědci si stále nejsou jisti, co je způsobuje.
S teoriemi sahajícími od exploze hvězd a černých děr po pulsary a magnetary - a dokonce i zprávami přicházejícími z mimozemských inteligencí (ETI) - byli astronomové odhodláni se dozvědět více o těchto podivných signálech. A díky nové studii týmu australských vědců, kteří použili Kilometer Array Pathfinder australský čtverec (ASKAP), se počet známých zdrojů FRB téměř zdvojnásobil.
Studie, která podrobně popisuje jejich výzkum, který se nedávno objevil v časopise Příroda, Ryan Shannon - výzkumný pracovník z Swinburne University of Technology a OzGrav ARC Center of Excellence - a zahrnovali členy Mezinárodního centra pro výzkum astronomie (ICRAR), Australského dalekohledu (ATNF), ARC Centrum excelence pro astrofyziku ve vesmíru (CAASTRO) a více univerzit.
Jak uvádějí ve své studii, pokusům porozumět FRB jako celku bránilo mnoho faktorů. Jednak byly provedeny předchozí průzkumy s dalekohledy, které se liší citlivost, v rozsahu různých rádiových frekvencí a v prostředích s různými úrovněmi vysokofrekvenčního rušení - které jsou výsledkem lidské činnosti.
Za druhé, minulá vyhledávání byla komplikována přechodnou povahou zdrojů a špatným úhlovým rozlišením detekčních nástrojů, což vedlo k nejistotě, pokud jde o zdroje FRB a jejich jas. Za účelem vyřešení tohoto problému provedl tým dobře řízený, širokopásmový radiový průzkum pro řadu výbuchů, které byly objeveny v roce 2016 a vysledovány do trpasličí galaxie vzdálené 3,7 miliardy světelných let.
Tým provedl tento průzkum pomocí pole ASKAP, nejrychlejšího radioteleskopu na světě, který se nachází v západní Austrálii. Řada ASKAP, navržená a navržená Společenstvím pro vědecký a průmyslový výzkum (CSIRO), je tvořena 36 anténami „antény“, které jsou rozmístěny po celé délce terénu o průměru 6 km (3,7 mil).
Pomocí tohoto pole, které je předchůdcem budoucího dalekohledu Square Kilometer Array (SKA), výzkumný tým zkoumal výbuchy přicházející z tohoto vzdáleného kosmologického zdroje. Kromě nalezení více FRB v jednom roce než v předchozím průzkumu, také pozorovali, že signály přicházely ze zdrojů mnohem dále, než se původně myslelo. Jak vysvětlil dr. Shannon v tiskové zprávě ICRAR:
„Našli jsme 20 rychlých rádiových výbuchů za rok, téměř dvojnásobné množství zjištěné po celém světě od doby, kdy byly objeveny v roce 2007. Pomocí nové technologie australského čtvercového kilometru Array Pathfinder (ASKAP) jsme také dokázali, že rychlé radiové výbuchy přicházejí spíše z druhé strany vesmíru než z našeho vlastního galaktického sousedství. “
Následná pozorování prováděná mezi 8 a 46 dny po počátečních detekcích zjistila, že se žádný z výbojů neopakoval. Mezi 20 sérií, které zjistili, patří i nejbližší pozorované zdroje, nemluvě o nejjasnějších. Jejich zjištění také ukázala, že existuje vztah mezi rozptylem roztržení a jasem, jakož i intenzitou a vzdáleností.
Důvod je spojen s tím, že vzdálenější výbuchy cestují po miliardy světelných let před dosažením Země. Během cesty procházejí materiálem, který se nachází mezi zdrojem a Zemí (například mraky plynu), což na ně působí. Jak Dr. Jean-Pierre Macquart, z uzlu ICRAR univerzity Curtin University a spoluautorem příspěvku, vysvětlil:
"Pokaždé, když se to stane, různé vlnové délky, které tvoří roztržení, jsou zpomaleny různými množstvími." Nakonec výbuch dosáhne Země se šířením vlnových délek, které dorazily na dalekohled v poněkud odlišných časech, jako plavci na cílové čáře. Načasování příchodu různých vlnových délek nám říká, kolik materiálu prasklo během jeho cesty. A protože jsme ukázali, že rychlé rádiové výboje přicházejí z velké vzdálenosti, můžeme je použít k detekci všech chybějících věcí umístěných v prostoru mezi galaxiemi - což je opravdu vzrušující objev. ““
Díky této nejnovější skupině objevů vědci nyní chápou, že FRB, které dosud detekovaly, pocházejí spíše z druhé strany vesmíru než z naší galaxie. Stále však nejsme bližší k určení toho, co je způsobuje nebo které galaxie pocházejí. Ale s výzkumným vzorkem, který nyní sestává ze 48 detekcí, se vědci pravděpodobně v nadcházejících letech naučí mnohem více.
Pro Dr. Shannona a jeho výzkumný tým bude další výzvou určit místa výbuchů na obloze. "Budeme schopni lokalizovat výbuchy lépe než tisícinu stupně," řekl. "To je asi šířka lidských vlasů viděných deset metrů od sebe a dost dobrá na to, aby každý praskl do určité galaxie."
Mezitím se také očekává, že studium FRB povede k významným průlomům v astronomii. Tým vědců CSIRO již použil observatoř Parkes v Austrálii k detekci FRB v roce 2016, což pak pozorovalo několik observatoří po celém světě. Výsledkem bylo, že tým dokázal identifikovat zdroj (eliptická galaxie vzdálená 6 miliard světelných let) a určit redshift signálu.
Tento bezprecedentní čin umožnil výzkumnému týmu měřit hustotu zasahující hmoty mezi touto galaxií a Zemí, což potvrdilo, že naše současné modely pro měření hustoty hmoty ve vesmíru jsou správné. Jinými slovy, tým dokázal najít „chybějící záležitost“ vesmíru pomocí FRB jako měřicí tyčinky. Nebo jako Dr. Jean-Pierre Macquart, hlavní přednášející na Curtinově univerzitě a jeden z vědců odpovědných za objev, to řekl:
„[FRB] jsou ve skutečnosti fyzikální laboratoře, které snímají extrémy hmoty a energie, k nimž nemáme přístup v pozemských laboratořích. A právě tento druh fyziky bude v budoucích generacích řídit budoucí pokrok v technologii. “
Nedávný výzkum také určil, že FRB jsou velmi běžnou kosmologickou událostí, která se v našem vesmíru vyskytuje přibližně jednou za sekundu. S výkonnými pozorovacími nástroji, které se brzy objeví online - jako je například čtvercový kilometrový pole (SKA), velký latinskoamerický milimetrový pole (LLAMA) a radioteleskop Qitai 110 m - budou vědci v blízké budoucnosti jistě pozorovat mnohem více FBR.
S každou novou detekcí stojíme, abychom se dozvěděli více o tom, co tyto podivné záblesky způsobuje a jak je lze použít k odemčení záhad našeho vesmíru. Mezitím si nezapomeňte prohlédnout tento rozhovor s Dr. Shannonem a týmem objevů, se svolením CSIRO:
