今年の初めのどこかで、ブライアンメッツガーは気づいた彼は自分自身に任されていた - 入ってくる手紙もレッスンもなし - そしておそらく何よりも、彼は天文学の最もしつこい謎の一つへの答えを模索した。彼は激怒し、この答えにしがみつくことを試みました。小さな間違いがすべてを台無しにするか、または他の誰かが最初にすべてのピースをまとめることを心配しました。コロンビア大学の天体物理学者であるMetzger氏は、次のように述べています。
世界中の他の多くの科学者と一緒にMetgzerはこの数年間、高速ラジオバースト（FRB）を理解しようと試みながらブレインストーミングを行った。これらは、何百万回も離れているにもかかわらず、一時的に私たちの銀河の中の電波パルサーを覆い隠している、空中に広がる強烈で原因不明の電波信号のミリ秒のフラッシュです。 2013年まで、多くの天体物理学者は一般にその存在を疑っていました。何年にもわたって、科学者達は彼らの出現の理由であるかもしれないもののために何十もの可能な説明を提供しました。 1つのカタログは48の別々の理論を含みます。
つまり、彼らが説明しようとした出来事そのものよりも多くの理論がありました。
高速ラジオバーストそれは何ですか？
FRB理論には2つの部分が必要です。 容疑者がいる - 大量のエネルギーを放出することができる天体物理学の怪物。武器があります - このエネルギーを明るく、驚くべきそして変わった無線信号に変える何か。
今ここMetzgerと彼の同僚はそれを信じています犯罪現場を取り戻すことができた。今月初め、彼らはarXiv.orgのプレプリントウェブサイトに記事を発表しました。そこでは、彼らは密集した粒子の雲と磁場が点在する空間の領域での爆発からの高速ラジオバーストの出現のための方法をスケッチしました。
彼らのモデルは、マグネターを好むが必須ではない爆発の源として。マグネターは若い中性子星で、太陽の上で発生するコロナ質量放出の巨大な形の荷電粒子を時々げっぷします。それぞれの新しい爆発は周囲の混乱に衝突します。これが起こると、衝撃波が発生し、それが今度は短いレーザーのような電波の閃光を宇宙に放出します。
「一般的に言えば、それは間違いなく理にかなっています」、しかし、Cornell大学の天体物理学者であるJames Cordenは、さらなる詳細を検討する必要があると付け加えた。 「これは装着するのに良い馬だと思うだろう」
しかし、天文学者が本当に好きなのはこれが、メッツガーの理論が将来のFRBがどのようになるべきかについての非常に具体的な予測を生み出すものです。したがって、これらの予測はテストによって検証できます。新しいカナダの電波望遠鏡CHIMEは、今年末にフル稼働する予定で、1日あたり1〜10個のFRBを搭載する予定です。昨年の夏の最初のテストの間に、彼はダースの集団発生を発見しました。彼の仕事の結果は1月に公表された。 FRB CHIMEチームの一員であるMcGill大学の天体物理学者であるShriharsh Tendulkarは、次のように述べています。
衝撃波の速度で
Metgzerと彼の同僚によって開発された理論FRB事件の最大のブレークスルーに基づいたBen MargalitとLorenzo Sironi。 2016年に、ドイツのボンにあるMax Planck電波天文研究所のLaura Spitler氏が率いるチームが、これまでに繰り返された最初のFRBに関する調査結果を発表しました。以前は、これらの各イベントは単一でした。このため、天文学者は天空で生まれた場所を追跡できないため、フレアについては何も知りませんでした。しかし、次々とフラッシュが現れました。
そしてすぐに電波天文学者はそれを検出することができました。小さい、変形した矮性銀河の起源。これらの無線信号からすべての手がかりを絞り込もうとすると、彼らはすべてが強い磁場によって捕獲されたプラズマの密集した領域で生まれていることを発見しました。彼らはまた、急上昇が薄暗いが安定した無線照明に囲まれていることを発見した。そして昨年の11月、天文学者のJason Hesselsは（Spitlerなどと一緒に）何か奇妙なことに気付いた。
Metgzerチームにとって、この最後のヒント驚くほどおなじみのようです。 1950年代に、物理学者たちは彼らの出力を推定するために核爆発の爆発的な波を研究しました。これらのモデルでは、核爆発の衝撃前面は外側に広がるにつれてより多くのガスを吸収します。この付加的な重量は衝撃を減速し、そしてそれが減速するので、衝撃波面から放出された放射線はドップラー効果のために周波数においてシフトする。
Metgzerはこの爆風効果を考えたFRBの本質を暗示するかもしれません。そして突然、突然、1月上旬に、CHIME望遠鏡は別の定期的なイベントを拾いました。今回繰り返された無線信号は同じ下方周波数シフトを示した。 「アイデアは最初の繰り返しから始まりました」とMetzgerは言います。 「しかし、FRBでこの症状を見た後、私は2倍のペースで稼いだ」
今Metzger、MargalitおよびSironiはそれらを解放しました最初の繰り返しからの入力と出力の説明に主に基づく完全なモデル。マグネターを想像してみてください、沸騰してうねっている表面で、数十年前に超新星で鍛造された都市規模の中性子星。悪天候の太陽のように、この若いマグネターは、光速に近い速度で電子、陽電子、そしておそらく重イオンさえも発射するランダムなバーストを放出します。
この素材が起動すると、出会います以前のバーストで放出された古い粒子を使って。新しい噴出物が古い噴出物と衝突すると、衝撃が蓄積され、その中で磁場が激増します。衝撃が押し出されると、内部の電子が磁場の線に沿って回転し、この動きによって電波のバーストが発生します。衝撃波が減速するにつれて、信号はより高い周波数からより低い周波数へとシフトします。そして地球上の天文学者は刺激的なラジオメッセージを受け取ります。
そしてそれはすべて面白そうに思えますが、アイデアは高速ラジオバーストの歴史の中でテストの次の段階に合格するでしょう。これまでのところ、これが最も計算された、深く考え抜かれたシナリオです。 「彼らは最も詳細な計算を行い、観測に対して具体的な予測を行うことができました」とスピトラー氏は言います。
Metgzerモデルはいくつかの具体的な予測をします。将来のFRBが持つべき機能。第一に、将来のすべてのFRBは同じ周波数削減に従うべきです。彼らは、スピトラーのような天文学者がすでに探し始めているガンマ線またはX線放射を示すことができます。それらは銀河の中にあるべきです。そこにはたくさんの新しい星が形成され、新鮮なマグネターが現れます。そしてそれらが繰り返されるとき、彼らは天文学者が大きな閃光を観察した後に休憩を取るべきです。この時点で、システムには材料が詰まっているため、その後のフラッシュは逃げることができません。
今Metgzerモデルはたくさん直面しています他のまだ実行可能な理論。高速電波バーストは、2017年に望遠鏡と重力波検出器によって最初に捕らえられた中性子星の併合に起因する可能性があります。中性子星は、それらがブラックホールに崩壊したり、強いプラズマ流によって磁力線が引き抜かれたりすると、ブラックホールや白色矮星などの他の物体と衝突してFRBを発生させる可能性があります。
そして、すべてのFRBが単一の種類のイベントから出現するかどうかは明らかではありません。
データは蓄積し続け、分野は狭まります。 CHIMEが試運転段階にある間の過去5ヵ月間で、科学者たちはまだ一般に公開されていないより多くのバーストを発見しました。
散らばったデータと理論上の夢を研究して数年後、その解決策はようやく手の届くところにあることが判明しました。
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