Tähtitieteilijät Ovat Löytäneet Salaperäisten Radiosignaalien "kotiosoitteen"

2023 Kirjoittaja: Adelina Croftoon | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-07-30 23:26

Vuosikymmenen seurannan ja aivoriihen jälkeen tähtitieteilijät ovat vihdoin pystyneet paljastamaan mysteerin galaksimme ulkopuolelta tulevien radiosignaalien outojen purskeiden lähteestä.

Tämä lähde on kääpiögalaksi, joka sijaitsee noin 3 miljardin valovuoden päässä Maasta.

On huomattava, että tämä on erittäin tärkeä löytö tiedemiehille, koska he ovat miettineet vuosia, mistä nämä radiosignaalit tulevat.

Tutkijat eivät vieläkään tiedä, mikä niiden lähde on, mutta ainakin tutkijat pystyivät ratkaisemaan osan tästä palapelistä: he saivat selville radioimpulssien "kotiosoitteen".

Samankaltaisia Tiedemiehet ovat huomanneet outoja radiopurskeita vuodesta 2007, ja tähän mennessä tiede on nähnyt 17 tällaista radiosignaalia. Näiden signaalien lyhyen keston vuoksi niitä kutsutaan nopeiksi erillisiksi radiopulsseiksi (tai FRB: ksi).

Ne kestävät vain muutaman millisekunnin.mutta samalla heillä on valtava määrä energiaa. Niiden lyhyen keston vuoksi on erittäin vaikeaa tarkkailla niitä reaaliajassa, puhumattakaan niiden tarkan paikan selvittämisestä.

Tähtitieteilijät olivat kuitenkin edelleen onnekkaita, ja he näkivät soihdut, jotka myöhemmin nimettiin FRB 121102 … Tämä on ainoa tällä hetkellä tunnettu toistuvien soihdutyyppien tyyppi - ne kaikki tulivat meille samalta avaruusalueelta.

"Tämä puolestaan helpotti tiedemiehiä saamaan heidät uudelleen kiinni", sanoo tähtitieteilijä Shami Chatterjee Cornellin yliopistosta, joka löysi niiden toistuvan luonteen.

Chatterjeen löytö pakotti hänet jatkamaan FRB 121102: n tarkkailua. Tätä varten hän käytti tehokasta radioteleskooppiverkkoa. Ja havainnot ovat tuottaneet hedelmää. Useiden tuntien jatkuva havainnointi antoi hänelle ja hänen tiimilleen mahdollisuuden saada korkean resoluution kuvia useista soihdutuksista ja lopulta paikanntaa FRB 121102 -signaalien lähteen.

Nyt kun tutkijat ovat määrittäneet suunnan, josta nämä FRB: t syntyvät, he voivat alkaa tutkia galaksia tarkemmin ja lopulta selvittää näiden radiopulssien todellisen lähteen. Tämä tutkimus ei kuitenkaan rajoitu pelkästään FRB: iin.

Kun otetaan huomioon, kuinka kaukana niiden lähde on meistä, näiden signaalien on todennäköisesti voitettava uskomaton määrä "tähtienvälistä roskaa" kaasun ja plasman muodossa. Kun tiedemiehet tietävät, mistä galaksin osasta nämä signaalit tulevat, he voivat tietää, kuinka paljon kaasua ja plasmaa näiden signaalien on voitettava.

”Vertailun vuoksi tähän asti emme voineet edes sanoa, mistä maasta he tulivat. Nyt tiedämme heidän kotiosoitteensa”, toteaa löydön mukana olleen artikkelin kirjoittanut Heino Falke, Nijmegenin yliopiston radiotähtitieteilijä.

Kun FRB -signaalit löydettiin ensimmäisen kerran, tähtitieteilijät eivät olleet varmoja, olivatko ne mitään, joka tuli meille kaukaisesta avaruudesta. Ensimmäinen oletus oli seuraava: kenties signaalit ovat jonkinlaisia häiriöitä. Tarkemman tarkastelun jälkeen tutkijat kuitenkin ymmärsivät FRB -signaalien ainutlaatuisuuden.

Yleensä radiosignaalien purskeeseen liittyy useita aallonpituuksia samanaikaisesti, mutta FRB -signaalien taajuudet olivat tässä suhteessa hyvin erilaisia - ne näyttivät venytetyiltä. Maan saavuttaneiden FRB -signaalien ensimmäisellä osalla oli aina korkeammat taajuudet kuin sillä, joka saapui planeettamme hieman myöhemmin.

Tämä puolestaan voi osoittaa, että signaalien piti kulkea valtavia etäisyyksiä ja vuotaa valtavan määrän tähtienvälistä kaasua ja plasmaa, mikä lopulta vaikutti niiden allekirjoituksiin.

Esitä FRB -signaali, joka saavuttaa maan eri taajuuksilla eri saapumisaikojen mukaan

FRB -signaalit osoittautuivat joka kerta niin epätarkkoiksi, että he lopulta vakuuttivat tutkijat siitä, että ne ovat peräisin Linnunradan ulkopuolelta. Tämä puolestaan johti toiseen kysymykseen: käy ilmi, että näiden impulssien on tultava erittäin kirkkaasta lähteestä? "Se on todella uskomattoman kirkas ja voimakas lähde", Chatterjee sanoo.

Tällä kertaa asiantuntijat tarjosivat kerralla paljon uskottavia teorioita ja oletuksia, jotka ulottuvat neutronitähtien katastrofaalisista törmäyksistä ja päättyvät mustien aukkojen repimiseen. Mikään näistä teorioista ei kuitenkaan voinut saada kaikkia uskomaan siihen.

Havaitut signaalit FRB 121102 muuttivat kaiken. Tähtitieteilijät ymmärsivät, että toistuvan luonteensa vuoksi nämä signaalit eivät voi olla seurausta jonkinlaisesta katastrofista.

”On vaikea kuvitella toistuvaa katastrofia samassa paikassa ja vastaavassa mittakaavassa. Siksi galaksienvälisen romahtamisen teoriat ja mallit lopetettiin”, Chatterjee jatkaa.

Ehkä on olemassa ilmiöitä, jotka voivat luoda toistuvia FRB -signaaleja, ja siksi tutkijat eivät ole vielä pystyneet löytämään yhteistä selitystä. Kuitenkin ainoa tapa tietää varmasti oli löytää oikea paikka, josta nämä signaalit voivat tulla.

Lähteen paikantamiseksi Chatterjee ja hänen tutkijaryhmänsä käyttivät VLA -teleskooppia (Very Large Array). Se on 27 radioteleskoopin verkko New Mexicossa, joka toimii yhtenä monivärähtelevänä kompleksisena antennina. Tähän asti FRB -signaaleja on havaittu vain suurten yhden lautasen radioteleskooppien avulla, jotka pystyvät seuraamaan suuria taivaan alueita kerralla.

Nämä kaukoputket soveltuvat todellakin paremmin FRB -signaalien havaitsemiseen, mutta niiden alhainen tarkkuus ei salli lähteen hakusäteen kaventamista. VLA -radioteleskooppi puolestaan toimii valtavana 1,5 kilometrin virtuaaliteleskooppina, jonka avulla tutkijat voivat saada selkeämpiä kuvia, joita tarvitaan FRB 121102 -signaalien "kotiosoitteen" määrittämiseen.

Erittäin suuren matriisin teleskoopin astia, joka tähtää samaan avaruuden osaan

Ohjaamalla VLA aiotulle alueelle tutkijat löysivät kaksi kiehtovaa yksityiskohtaa. Ensinnäkin tällä alueella on todellakin jonkinlainen radiosignaalilähde - ehkä haluttu toistuvien FRB -signaalien lähde.

Ja toiseksi täällä nähtiin epämääräinen valon allekirjoitus, joka, kuten kävi ilmi, kuuluu pienelle galaksille. Spektrianalyysin avulla tutkijat pystyivät selvittämään, kuinka nopeasti tämä galaksi siirtyy pois Maasta.

Selvittäneet liikkeen nopeuden tutkijat päättivät, että galaksi sijaitsee noin 3 miljardin valovuoden päässä meistä.

Ja tässä on signaalilähteen FRB 121101 sijainti - pieni galaksi 3 miljardin valovuoden päässä Maasta

Se on vain uskomatonta. Koska nämä tiedot antavat sinulle heti käsityksen siitä, kuinka paljon energiaa tarvitaan sellaisen impulssin lähettämiseen, joka kulkee 3 miljardia valovuotta maailmankaikkeuden halki ja jonka teleskoopit lopulta sieppaavat”, Chatterjee selittää.

Chatterjeen tiimi on edelleen epävarma siitä, mikä aiheuttaa toistuvat radiopuhelut, mutta heillä on muutamia arvauksia. Yhden näistä oletuksista lähde voi olla aktiivinen musta aukko galaksin keskellä, "sylkemällä" ulos hiukkassuihkuja valon nopeudella. Aika ajoin nämä hiukkaset voivat höyrystyä lähellä galaktista plasmakuplaa, jolloin syntyy kirkkain salama.

"Emme todellakaan pidä tästä mallista kovin paljon, mutta se on myös mahdollista", Chatterjee sanoo.

Toinen todennäköinen selitys purskeille voisi olla se, että FRB -signaalit tulevat tietyntyyppiseltä erittäin tiheältä neutronitähdeltä, jolla on uskomattoman voimakas magneettikenttä. Toisin sanoen, magnetara.

Tähtitieteilijät ovat jo löytäneet galaksistamme magneetteja, jotka kykenevät tuottamaan kirkkaita radiopulsseja, mutta mitään FRB 121101: n kaltaista ei ole koskaan ennen havaittu. Siksi siellä on todennäköisesti jotain, joka kykenee lisäämään ja vahvistamaan näitä impulsseja. Kuten sama suurennuslasi, joka pystyy kohdistamaan valonsäteen muurahaisiin.

Ehkä nämä ovat jonkinlaisia plasmakuplia, jotka on järjestetty siten, että ne pystyvät kohdistamaan radioaaltoja suoraan kohti maata ja tekemään niistä uskomattoman kirkkaita samanaikaisesti. Se on todella mahdollista. Emme luo täällä uusia fyysisiä ilmiöitä tai lakeja”, Chatterjee selittää edelleen.