אסטרונומים הצליחו להסביר את המסר הרדיו המסתורי מהחלל

אי שם בתחילת השנה, בריאן מצגר הביןכי הוא נשאר לעצמו - אין מכתבים נכנסים, לא שיעורים - ומה אולי, רק אולי, הוא גישש אחר תשובה לאחד המסתורין המסתוריים ביותר של האסטרונומיה. הוא נעשה זועם וניסה להיאחז בתשובה זו, חושש שמא טעות קטנה עלולה לקלקל הכול, או שמישהו אחר ירכיב את כל החלקים יחד. "מנסה לשמור על קשר, כי אנשים אחרים עשויים גם לראות את זה", אומר מצגר, אסטרופיזיקאי באוניברסיטת קולומביה.

יחד עם מדענים רבים אחרים ברחבי העולםMetgzer בילה את השנים האחרונות סיעור מוחות, מנסה להבין מהר התפרצויות רדיו (FRB). אלה הבזקים של אותות רדיו אינטנסיביים ולא מוסברים המתפשטים בשמים, ומאבקים זמנית את פולסרי הרדיו בגלקסיה שלנו, אף על פי שהם מיליוני פעמים נוספות. עד 2013, אסטרופיסיקאים רבים הטילו ספק בקיומם. במהלך השנים, מדענים סיפקו עשרות הסברים אפשריים למה יכולה להיות הסיבה להופעתם. קטלוג אחד מכיל 48 תיאוריות נפרדות.

כלומר, היו תיאוריות יותר מהאירועים עצמם, שאותם ניסו להסביר.

התפרצויות רדיו מהירות: מה זה?

התיאוריה FRB צריך שני חלקים. יש חשוד - מפלצת אסטרופיזית שיכולה לשחרר כמויות עצומות של אנרגיה. יש נשק - משהו שהופך את האנרגיה הזאת לאות רדיו ברר, מדהים ויוצא דופן.

עכשיו מצגר וחבריו מאמינים בזההצליחו לשחזר את זירת הפשע. מוקדם יותר החודש, הם פירסמו מאמר על אתר האינטרנט preXprint של arXiv.org, שבו הם שרטטו שיטה להופעה של התפרצויות רדיו מהיר פיצוצים באזורים של שטח מנוקד עם עננים צפופים של חלקיקים שדות מגנטיים.

המודל שלהם מעדיף, אבל לא דורש, magnetar בכמקור של פיצוצים. מגנטאר הוא כוכב נויטרונים צעיר שלפעמים נוטף חלקיקים טעונים בצורת גרסה ענקית של פליטת המונית העטרה המתרחשת על השמש. כל פיצוץ חדש מתרסק לתוך הבלגן שמסביב. כאשר זה קורה, גל הלם נולד, אשר, בתורו, פולט פלאש קצר כמו לייזר של גלי רדיו לתוך היקום.

"באופן כללי, זה בהחלט הגיוני",אומר ג'יימס קורדן, אסטרופיסיקאי באוניברסיטת קורנל, והוסיף, עם זאת, כי פרטים נוספים צריך להיות עובד. "הייתי אומר שזה סוס טוב ללבוש".

עם זאת, מה האסטרונומים באמת אוהב את זהזה מה התיאוריה של מצגר מייצר תחזיות ספציפיות למדי על מה FRBs העתיד צריך להיראות. כתוצאה מכך, ניתן לאמת את החיזויים באמצעות בדיקה. טלסקופ הרדיו הקנדי החדש CHIME צפוי להיות בין 1 ל 10 FRBs ליום, כאשר הוא יפעל במלוא יכולתו בסוף השנה. במהלך הבדיקות הראשונות בקיץ שעבר, הוא גילה תריסר התפרצויות. תוצאות עבודתו פורסמו בינואר. "אני חושב שבשנה הבאה או כך נוכל לבדוק את זה טוב מאוד", אומר שריהרס טנדולקאר, אסטרופיסיקאי מאוניברסיטת מקגיל, חבר בצוות ה- FRB CHIME.

במהירות גל ההלם

תיאוריה שפיתח מטגר ועמיתיובן מרגלית ולורנצו סירוני, על סמך הפריצה הגדולה ביותר בפרשת FRB. בשנת 2016, צוות בראשות לורה ספיטלר ממכון מקס פלנק לרדיו אסטרונומיה בון, גרמניה, פירסם את ממצאיו על FRB הראשון חזר אי פעם. בעבר, כל האירועים הללו היה יחיד. בגלל זה, אסטרונומים לא יכלו לעקוב אחר המקום שבו נולדו בשמים, ולכן הם לא ידעו דבר על התלקחויות, למרות שחשדו כי הם נראים הרבה מעבר לגלקסיה שלנו. אבל הבזק אחד הופיע אחרי אחד.

עד מהרה הצליחו אסטרונומים של רדיו לזהות אותו.מקורם בגלקסיה קטנה, מעוותת, של גמד. מנסה לסחוט כל רמז אלה אותות רדיו, הם מצאו כי הכל נולד באזור צפוף של פלזמה שנתפסו על ידי שדות מגנטיים חזקים. הם גם גילו כי נחשול היה מוקף תאורה עמום, אבל יציב הרדיו. ובנובמבר האחרון, האסטרונום ג'ייסון הסלס (יחד עם ספיטלר ואחרים) הבחין במשהו מוזר: כל התפרצות של שבריר של שנייה, למעשה, מכילה כמה גלים שהולכים ומתחלפים בהדרגה מתחנות רדיו גבוהות יותר.

עבור צוות Metgzer, זה טיפ אחרוןנראה מוכר להפליא. בשנות ה -50, פיסיקאים בחנו את הגלים המתפוצצים של פיצוצים גרעיניים כדי לאמוד את כוח התפוקה שלהם. במודלים אלה, חזיתות ההלם של פיצוצים גרעיניים לספוג יותר גז כפי שהם מתרחבים החוצה. משקל נוסף זה מאט את ההשפעה, ומאז הוא מאט, הקרינה הנפלטת מהחזית ההלם משמרת בתדירות עקב אפקט דופלר.

מטצ'ר חשב שהשפעה זועשוי לרמוז על הטבע האמיתי של FRB. ופתאום, פתאום, בתחילת ינואר, טלסקופ CHIME הרים עוד אירוע חוזר. הפעם אותות רדיו חוזרים הראו את אותו שינוי תדר כלפי מטה. "הרעיון נולד עם החזרה הראשונה", אומר מצגר. "אבל אחרי שראיתי את הביטוי הזה ב FRB, הרווחתי את הקצב כפול."

עכשיו מצגר, מרגלית וסירוני שחררומודל מלא המבוסס בעיקר על ההסבר של תשומות ותפוקות מן החזרה הראשונה. תארו לעצמכם מגנטאר, כוכב נויטרונים בגודל עירוני מזויף בסופרנובה לפני כמה עשורים, עם משטח רותח ומתנשא. כמו השמש ביום רע, מגנטאר צעיר זה משחרר התפרצויות אקראיות המבערות אלקטרונים, פוזיטרונים, ואולי אפילו יונים כבדים במהירויות הקרובות למהירות האור.

כאשר חומר זה מתחיל, הוא פוגשעם חלקיקים ישנים שנפלטו בפרצופים קודמים. כאשר פליטה חדשה מתנגשת עם אחת ישנה, ​​היא צוברת זעזוע זעזוע, שבתוכה שדות מגנטיים זועמים. כאשר ההלם הוא דחף החוצה, האלקטרונים בתוך לסובב לאורך השדה המגנטי, תנועה זו יוצרת פרץ של גלי רדיו. כאשר הלם ההלם מאט, האות משתנה מתדרים גבוהים יותר לאלו הנמוכים. ואסטרונומים על כדור הארץ מקבלים מסרי רדיו מרגשים.

ולמרות כל זה נשמע מעניין, הרעיון צריךיעבור את השלב הבא של בדיקות בהיסטוריה של התפרצויות רדיו מהיר. עד כה זהו תרחיש מחושב ומחושב ביותר. "הם עשו את החישובים המפורטים ביותר והצליחו לתת תחזיות ספציפיות לתצפיות", אומר ספיטלר.

מודל Metgzer חוזה מספר ספציפיתכונות FRBs בעתיד צריך. ראשית, כל FRBs בעתיד צריך לעקוב אחר הפחתת תדר אותו. הם יכולים להראות קרני גמא או קרני רנטגן שהאסטרונומים כמו ספיטלר כבר החלו לחפש. הם צריכים להיות בגלקסיות, שבו נוצרים כוכבים חדשים ומגנטים חדשים מופיעים. וכאשר הם חוזרים על עצמם, הם צריכים לקחת הפסקה אחרי אסטרונומים לצפות פלאש גדול. בשלב זה, המערכת כל כך סתומה עם החומר כי הבזקים הבאים לא יכול להימלט.

עכשיו מודל מטגר פונה הרבהתיאוריות אחרות. התפרצויות רדיו מהירות עשויות לנבוע מהמיזוג של כוכבי נויטרונים, שנתפסו לראשונה על ידי טלסקופים וגלאי גל כבידה בשנת 2017. כוכבים נויטרונים יכולים לייצר FRB, התנגשות עם אובייקטים אחרים, כגון חורים שחורים וגמדים לבנים, כאשר הם מתמוטטים לתוך חורים שחורים עצמם או כאשר הקווים המגנטיים שלהם בכוח נשלפים על ידי זרימות פלזמה חזקה.

ולא ברור אם כל FRB מופיעים מתוך סוג אחד של אירוע.

הנתונים ממשיכים לצבור, השדה מצמצם. בחמשת החודשים האחרונים, בעוד שה- CHIME היה בשלב ההטמעה, מדענים מצאו יותר התפרצויות שעדיין לא הציגו לציבור.

לאחר מספר שנים של לימוד הנתונים המפוזרים והחלומות התיאורטיים, התברר לבסוף שהפתרון נמצא בטווח הזרוע.

הירשם לערוץ החדשות שלנו ב Telegram, כדי לא לפספס חדשות משדות החלל.