Швидкі радіо сплески (ФРБ) стали головним напрямком досліджень за останнє десятиліття. У радіоастрономії це явище відноситься до перехідних радіоімпульсів, що надходять із далеких космологічних джерел, які, як правило, тривають у середньому лише кілька мілісекунд. Оскільки перша подія була виявлена в 2007 році ("Лоример вибух"), спостерігалось тридцять чотири ФРБ, але вчені досі не впевнені, що їх викликає.
З теоріями, що починаються від вибуху зірок і чорних дір до пульсарів і магнітарів - і навіть повідомлень, що надходять від позаземних інтелекту (ЕТІ) - астрономи були вирішені дізнатися більше про ці дивні сигнали. І завдяки новому дослідженню групи австралійських дослідників, яка використовувала кілометровий масив Pathfinder в Австралії (ASKAP), кількість відомих джерел ФРБ майже подвоїлася.
Дослідження, яке детально описує їх дослідження, яке нещодавно з’явилось у журналі Природа, очолював доктор Райан Шеннон - науковий співробітник Технологічного університету Свінберна та Центру передового досвіду OzGrav ARC - і включав членів Міжнародного центру радіоастрономічних досліджень (ICRAR), Національного фонду Австралійського телескопа (ATNF), ARC Центр передового досвіду для всебічної астрофізики (CAASTRO) та декілька університетів.
Як вони констатують у своєму дослідженні, спробам зрозуміти FRB загалом перешкоджало низка факторів. Для одного попередні обшуки проводилися за допомогою телескопів, які різняться за чутливістю, за діапазоном різних радіочастот та в середовищах з різним рівнем радіочастотних перешкод - які є результатом людської діяльності.
По-друге, минулі пошуки були ускладнені тимчасовим характером джерел та поганим кутовим дозволом інструментів виявлення, що призвело до невизначеності щодо джерел ФРБ та їх яскравості. Для вирішення цього питання команда провела добре контрольоване широкомасштабне радіовипробування для серії вибухів, які були виявлені у 2016 році та простежені до карликової галактики, розташованої на відстані 3,7 мільярда світлових років.
Команда провела це опитування за допомогою масиву ASKAP - найшвидшого у світі радіовизнавчого телескопа, розташованого на заході Австралії. Розроблений та розроблений Науково-промисловою організацією Співдружності (CSIRO), масив ASKAP складається з 36 антенних антен, рознесених по ділянці місцевості діаметром 6 км (3,7 милі).
Використовуючи цей масив, який є попередником майбутнього телескопа Square Kilometer Array (SKA), дослідницька група дослідила вибухи, що надходили з цього далекого космологічного джерела. Окрім того, що за один рік було знайдено більше FRB, ніж будь-яке попереднє опитування, вони також спостерігали, що сигнали надходять від джерел набагато далі, ніж вважалося раніше. Як пояснив доктор Шеннон у прес-релізі ICRAR:
"Ми знайшли 20 швидких радіовибухів за рік, що майже вдвічі збільшило число, виявлене у всьому світі з моменту їх виявлення у 2007 році. Використовуючи нову технологію кілометрового масиву Pathfinder (ASKAP) в Австралії, ми також довели, що швидке радіо спалахує походять з іншого боку Всесвіту, а не з нашого власного галактичного сусідства ».
Подальші спостереження, проведені між 8 та 46 днями після первинних виявлень, виявили, що жоден з вибухів не повторювався. 20 виявлених ними сплетень включали також найближчі джерела, які колись спостерігалися, не кажучи вже про найяскравіші. Їх висновки також показали, що існує залежність між дисперсією вибуху та яскравістю, а також інтенсивністю та дистанцією.
Причина цього пов'язана з тим, що більш віддалені вибухи подорожують мільярди світлових років, перш ніж досягти Землі. У процесі своєї подорожі вони проходять через матеріал, розташований між джерелом і Землею (наприклад, хмари газу), що впливає на них. Як пояснив д-р Жан-П'єр Маккарт, вузол університету Кертіна ICRAR та співавтор статті, пояснив:
"Кожен раз, коли це відбувається, різні довжини хвиль, які утворюють сплеск, сповільнюються різною величиною. Врешті-решт, вибух досягає Землі з поширенням довжин хвиль, що надходять у телескоп у дещо інший час, як плавці на фініші. Час прибуття різної довжини хвилі говорить про те, скільки матеріалу вибух пройшов у своїй подорожі. І оскільки ми показали, що швидкі радіовибухи надходять здалеку, ми можемо використовувати їх для виявлення всієї відсутньої речовини, що знаходиться в просторі між галактиками - це справді захоплююче відкриття. "
Завдяки цій останній групі відкриттів вчені тепер розуміють, що виявлені досі ФРБ походять з іншого боку космосу, а не з нашої галактики. Однак ми все ще не наближені до визначення того, що їх викликає або з яких галактик вони походять. Але з дослідницьким зразком, який зараз складається з 48 виявлень, дослідники, ймовірно, дізнаються набагато більше у найближчі роки.
Для доктора Шеннона та його дослідницької групи наступним завданням буде визначити місця вибухів у небі. "Ми зможемо локалізувати сплески краще ніж на тисячну частку", - сказав він. "Мова йде про ширину людського волосся, видно десять метрів, і достатньо добре, щоб прив'язати кожен порив до певної галактики".
А поки що очікується, що вивчення ФРБ також призведе до великих проривів в астрономії. Вже команда дослідників CSIRO використовувала обсерваторію Парк в Австралії для виявлення ФРБ у 2016 році, яку потім спостерігали кілька обсерваторій по всьому світу. В результаті команда змогла визначити джерело (еліптична галактика за 6 мільярдів світлових років) та визначити червоний зсув сигналу.
Цей безпрецедентний подвиг дозволив дослідницькій групі виміряти густину речовини, що перебуває між цією галактикою та Землею, що підтвердило правильність наших сучасних моделей для вимірювання щільності речовини у Всесвіті. Іншими словами, команда змогла знайти «відсутність речовини» Всесвіту, використовуючи FRB в якості вимірювальної палички. Або, як сказав доктор Жан-П'єр Макварт, старший викладач університету Кертін і один із вчених, відповідальних за відкриття:
«[ФРБ] фактично є фізичними лабораторіями, які досліджують крайності речовини та енергії, до яких ми не можемо отримати доступ у наземних лабораторіях. І саме такий вид фізики буде рухати майбутні досягнення в наступних поколіннях ».
Недавні дослідження також визначили, що ФРБ - це дуже поширена космологічна подія, яка відбувається раз у секунду у нашому Всесвіті. Завдяки потужним інструментам спостереження, який незабаром з’явиться в Інтернеті - таких як квадратний кілометровий масив (SKA), великий латиноамериканський міліметровий масив (LLAMA) та радіотелескоп Qitai 110m - вчені впевнені, що найближчим часом спостерігатимуть ще багато ФБР.
З кожним новим виявленням ми готові дізнатися більше про те, що викликає ці дивні спалахи, і як вони могли бути використані для розблокування таємниць нашого Всесвіту. Тим часом обов'язково ознайомтеся з цим інтерв'ю з доктором Шенноном та командою відкриття, люб’язно надавши CSIRO:
