Trwające zaledwie ułamek sekundy impulsy radiowe płynące z dalekiego kosmosu zarejestrowali astronomowie kanadyjscy w połowie ubiegłego roku. -- Odkrycie było tak zaskakujące, że analiza trwała kilka miesięcy – informacja o nich pojawiła się oficjalnie dopiero w styczniu. Dlaczego? Impulsy określane angielskim skrótem FRB (Fast Radio Burst) odróżniają się od wszystkich innych przejawów promieniowania radiowego z kosmosu niezwykle krótkim czasem trwania. FRB należą do zjawisk znanych od niedawna i są dość rzadko rejestrowane przez radioteleskopy.

Kanadyjskie obserwacje wywołały poruszenie wśród badaczy, bo dopiero drugi raz w historii te tajemnicze sygnały z nieznanego źródła… powtórzyły się. Być może niosą jakąś ważną wiadomość dla nas od zamieszkujących odległe galaktyki cywilizacji, ale nie umiemy jej jeszcze odczytać?

GALAKTYCZNA ZAGADKA

13 rozbłysków FRB zarejestrował latem ubiegłego roku zespół kanadyjskich i amerykańskich astronomów podczas trzech tygodni rozruchu nowego radioteleskopu CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) w Okanagan Falls na terenie Kolumbii Brytyjskiej. Wyniki obserwacji opublikowano w styczniu na łamach magazynu „Nature”. Wydarzenie było na tyle sensacyjne, że w dniu publikacji Amerykańskie Towarzystwo Astronomiczne zorganizowało w Seatle specjalną sesję poświęconą ostatnim odkryciom FRB.

Naukowcy są zgodni co do jednego: rozbłyski FRB są świadectwem jakiegoś nieznanego astrofizycznego fenomenu znajdującego się poza naszą galaktyką – ich źródło jest odległe od naszej Drogi Mlecznej o miliardy lat świetlnych. Mają bardzo wiele teorii, czym FRB mogą być. Spekulują, że ich źródłem są masywne czarne dziury, supergęste gwiazdy neutronowe, układy podwójne lub nieznane jeszcze nauce obiekty. – Do dziś wiedzieliśmy tylko o jednym powtarzającym się rozbłysku FRB – podkreślała dr Ingrid Stairs z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej, należąca do zespołu CHIME.

Ten jedyny wcześniejszy sygnał został zarejestrowany w 2012 roku przez radioteleskop Arecibo w Portoryko. – Podejrzewamy, że jest więcej takich zdarzeń. Mając do dyspozycji więcej materiału do analizy, będziemy mogli pokusić się o rozwiązanie tej kosmicznej zagadki – przekonuje dr Stairs. Większość rozbłysków zarejestrowanych przez kanadyjski radioteleskop wykazywała oznaki rozproszenia. Ich źródło może być potężnym obiektem astrofizycznym – uważają naukowcy. – To może oznaczać jakiś gęsty obłok, taki jak na przykład pozostałości supernowej lub otoczenie jakiejś centralnej czarnej dziury w odleglej galaktyce – przekonywał dr Cherry Ng z Uniwersytetu Toronto.

Ale niektórzy naukowcy, jak np. Avi Loeb z Uniwersytetu Harvarda, przywołują jeszcze bardziej egzotyczne hipotezy. Sugerują, że FRB mogą być dowodem istnienia niezwykle
zaawansowanej technologii, jaką mogą dysponować Obcy.

SZTUCZNE CZY NATURALNE

„Szybkie błyski radiowe są niezwykle jasne i trwają niezwykle krótko, pochodzą z bardzo daleka, a my nie jesteśmy w stanie zidentyfikować żadnego potencjalnego źródła”– pisał na łamach „Astrophysical Journal Letters” w marcu 2017 roku Avi Loeb w komentarzu do odkrycia pierwszych powtarzających się FRB zarejestrowanych w Arecibo. „Sztuczne pochodzenie tych rozbłysków jest warte rozważania i sprawdzenia. Nauka to nie kwestia przekonań, to kwestia dowodów. Rozstrzygnięcie o tym co jest prawdopodobne, a co nie, ogranicza możliwości. Warto rozpatrywać różne możliwości i pozwolić, by sędziami były dane” – przekonywał Loeb.

 

Naukowiec przyznaje, że jego opinia to tylko spekulacje. Nie przeszkodziło mu to jednak proponować kontrowersyjną hipotezę, w czym sekunduje mu kolega z Harvardu Manasvi Lingam. Według nich powtarzające się FRB mogą być impulsami wysyłanymi przez nadajniki wielkości planety zbudowane przez zaawansowane technicznie obce cywilizacje.

Rodzi się jednak pytanie: po co obca cywilizacja miałaby budować takie instrumenty? Autor twierdzi, że najbardziej prawdopodobnym zastosowaniem takiej olbrzymiej mocy
byłoby użycie… żagli świetlnych do napędu statków kosmicznych. Ilość tak wyzwolonej mocy byłaby wystarczająca, by pchnąć w kosmos miliony ton ładunków. „To wystarczająco dużo energii aby wysłać pasażerów w podróż międzygwiezdną, a nawet międzygalaktyczną” – uważa Lingam.

SPOSÓB NA ŻAGIEL

Jednak aby zasilać kosmiczne żaglowce nadajnik musiałby emitować fale w sposób ciągły. A my tu, na Ziemi, jesteśmy w stanie zarejestrować jedynie bardzo krótkie błyski. Loeb i Lingam wyjaśniają to następująco: kosmiczne żaglowce i ich planeta-gospodarz, gwiazda i cała galaktyka poruszają się względem nas, w rezultacie promień rozbłysku przesuwa się w przestrzeni i tylko przez moment kieruje się w naszą stronę. Nieco innego zdania na ten temat jest Seth Shostak, wieloletni dyrektor i główny astronom Instytutu SETI w Mountain View w Kalifornii zajmującego się poszukiwaniem sygnałów od pozaziemskiej cywilizacji. „Chwała i sława czekają na każdego, kto zdoła sprawdzić, co stoi za szybkimi rozbłyskami radiowymi. Ale czy to możliwe, że sygnały te pochodzą od kosmitów? – zastanawia się Shostak, komentując kanadyjskie odkrycia. „Prawdopodobnie nie, zwłaszcza gdy spojrzymy na historię astronomii.

ROZMOWA DR MARCIN GAWROŃSKI, ASTRONOM

Krzysztof Urbański, Focus: Czy FRB można przypisywać działalności obcych?

dr Marcin Gawroński: Odkrycie każdego nieznanego zjawiska astronomicznego można wyjaśnić działaniem obcych. To bardzo wygodne i nośne piarowo. Ci, którzy po raz pierwszy w swoich pracach sugerowali, że dane zjawiska mogą być manifestacją technologii obcych, dobrze wiedzieli, co robią.

Dziś mają wielu naśladowców. Każde kolejne odkrycie będzie tak samo propagowane: „Jest możliwe, że odebraliśmy sygnały od obcych cywilizacji”. Tak będzie dlatego, że każda hipoteza, która została postawiona przez naukowców zgodnie ze sztuką badawczą, ma prawo być rozważana, dopóki nie zostanie obalona jako fałszywa.

A więc program poszukiwań pozaziemskiej inteligencji SETI nie jest szarlatanerią?

- Kiedyś badania pod hasłem SETI były traktowane przez naukowców z przymrużeniem oka. Dziś to się zmieniło, bo pod tym pojęciem należy rozumieć wszelkie nieznane dotąd sygnały, jakie możemy zaobserwować we wszechświecie. Szczególnie teraz, gdy postęp technologiczny pozwala na przetwarzanie olbrzymiej ilości strumieni danych w czasie rzeczywistym.

Z drugiej strony dzisiaj wiemy znacznie więcej niż przed laty o warunkach, w jakich może powstać życie. Na przykład to, że we wnętrzu Europy – księżyca Jowisza – panują warunki bardzo podobne do tych, jakie panowały na Ziemi tuż po jej ostygnięciu, kiedy życie pojawiło się na naszej planecie około 4 mld lat temu. Dziś naukowcy szacują, że
co siódmą gwiazdę we wszechświecie otaczają planety, na których mogłoby zaistnieć życie w formie podobnej do ziemskiej. A mówimy tutaj o konserwatywnych wyliczeniach.

Zatem czy można wykluczyć, że szybkie sygnały radiowe są śladem obcej cywilizacji?

- Nie wiemy. Choć w przypadku tego ostatniego opisanego na łamach „Nature” jesteśmy w stanie zlokalizować odległe miejsce we wszechświecie – skąd ten błysk pochodzi, choć niezbyt dokładnie. Są pewne hipotezy, na przykład że rozbłysk FRB spowodowany jest zjawiskiem kwantowym nazywanym nadpromienistością. Oprócz pewnych poszlak
obserwacyjnych nie ma na to jednak mocnych dowodów.

 

Wiemy, że skumulowane impulsy radiowe trwające milisekundy mają olbrzymią energię – porównywalną z tą, jaką Słońce jest w stanie wyprodukować w ciągu około 50 lat. Wiemy też, że źródłem tych impulsów nie są jakieś olbrzymie obiekty, lecz bardzo zwarte systemy fizyczne.

Polacy również biorą udział w tych obserwacjach?

- Radioteleskop w Piwnicach koło Torunia brał udział w projekcie międzynarodowym, który zakończył się pierwszą dokładną lokalizacją jednego ze zjawisk FRB, które charakteryzuje się powtarzalnością błysków.

Nasz 32-metrowy radioteleskop jest jednym z elementów europejskiej sieci VLBI – radiowej interferometrii wielkobazowej. Współpraca w ramach European VLBI Network (EVN) jest koordynowana przez centrum w Holandii. EVN skupia duże obserwatoria radioastronomiczne, nie tylko z Europy, bo należą do sieci także jednostki z RPA i Chin. Nasza sieć cały czas jest w gotowości, aby w razie czego przy odpowiednich warunkach próbować obserwować kolejne zjawiska FRB.

Sami lokalnie też budujemy system przetwarzania danych, który będzie umożliwiał rejestracje i identyfikację FRB w praktycznie czasie rzeczywistym. Jednak celem takich projektów nie jest jedynie poszukiwanie FRB, ale generalnie każdego niestacjonarnego sygnału radiowego, który dochodzi do nas spoza Układu Słonecznego. W ogólnym sensie można stwierdzić, że będą to także obserwacje w ramach SETI. Mamy nadzieję, że dzięki temu zwiększymy bazę odkrytych zjawisk do takich rozmiarów, aby móc już wyciągać wnioski o własnościach statystycznych FRB, co może być kluczowe dla zrozumienia ich fizyki.

Obcym często przypisuje się wywoływanie nowego, nieznanego zjawiska astronomicznego. Pół wieku temu sowieccy naukowcy podejrzewali, że kwazary są w rzeczywistości sygnałami nadawanymi przez wysoce zaawansowane społeczeństwa w dalekim wszechświecie”. W latach 60. ubiegłego wieku brytyjscy astronomowie żartobliwie nazwali świeżo odkryte pulsary Little Green Men (małe zielone ludziki). Efektem działania obcych miało być też między innymi zagadkowe zachowanie gwiazdy Boyajian (KIC 8462852 w konstelacji Łabędzia), a nawet dziwne sześciokątne kształty widoczne w wierzchołkach chmur na północnym biegunie Saturna.

Nie mniejsze zdumienie radioastronomów budziły sygnały z obiektu SHGb02+14a oraz z gwiazdy HD 164595. Impuls radiowy ze źródła SHGb02+14a odkryty został w marcu 2003 roku w ramach projektu internetowego SETI@home, koordynowanego przez Uniwersytet Kalifornijski w Berkeley. Zaobserwowano trzy rozbłyski w ciągu minuty. Mimo że przedstawiciele SETI zaprzeczali, popularne media uznały to za sygnał od obcych. Pochodził z regionu pomiędzy gwiazdozbiorami Ryb i Barana, i mógł być jakimś przypadkowym kosmicznym szumem lub nawet skutkiem błędu w działaniu odbiornika na Ziemi. Natomiast gwiazda HD 164595 jest dość podobna do Słońca. Znajduje się w gwiazdozbiorze Herkulesa i jest oddalona od nas o ok. 94 lata świetlne. Gwieździe towarzyszy planeta – gazowy gigant 40 razy bardziej masywny niż Ziemia. Obiega swoją gwiazdę w ciągu 40 dni.

W 2016 roku gwiazda na krótko przykuła uwagę mediów po informacji o odkrytym sygnale radiowym, który pochodził z jej okolic. Dwusekundowy sygnał został zarejestrowany tylko raz 15 maja 2015 roku jedynie przez rosyjskie obserwatorium RATAN-600. Specjaliści z Instytutu SETI uznali ten sygnał za prawdopodobny skutek interferencji z urządzeniami radiowymi na Ziemi, a Rosyjska Akademia Nauk to potwierdziła.

 

EFEKT WOW!

W atmosferze napięcia w oczekiwaniu na sygnały od „obcych” nie dziwi kariera słynnego sygnału nazywanego „Wow!”. 15 sierpnia 1977 roku dr Jerry Ehman analizował dane zebrane przez radioteleskop Big Ear (Wielkie Ucho) należący do Uniwersytetu Stanu Ohio. Za pomocą tego urządzenia od 1973 r. prowadzono nasłuch sygnałów z kosmosu w ramach programu poszukiwania inteligencji pozaziemskiej SETI. Dr Ehman natrafił na silny sygnał radiowy pochodzący według stanu ówczesnej wiedzy spoza Układu Słonecznego. Trwał 72 sekundy i nigdy więcej się nie powtórzył. Na wydruku z danymi czerwonym długopisem badacz zakreślił nietypowe zjawisko i obok dopisał słynne „Wow!”. W ciągu ponad 40 lat od tego odkrycia było wiele prób wyjaśnienia pochodzenia sygnału. Ostatnia opublikowana została na łamach „Journal of the Washington Academy of Sciences” w 2016 roku. Antonio Paris i Evan Davies z St Petersburg College na  Florydzie przekonywali, że prawdopodobną przyczyną tego rozbłysku były chmury wodoru otaczające jedną z komet. Nie wszyscy w to wyjaśnienie uwierzyli.

KONTAKT WIADOMOŚĆ - WYSŁANA Z ARECIBO LIST DO OBCYCH

16 listopada 1974 roku za pomocą radioteleskopu Arecibo w Portoryko wyemitowany został w kosmos sygnał radiowy zawierający wiadomość do obcych cywilizacji

Sygnał został wy słany w kierunku - kulistej gromady gwiazd M13 w Gwiazdozbiorze Herkulesa. Wiadomość nadawano przez trzy minuty. Pomysłodawcami przekazu byli naukowcy z Cornell Univerity, m.in. Carl Sagan. A wiadomość sporządził Frank Drake, dyrektor obserwatorium w Arecibo.

Wiadomość zawierała:

- liczby od 1 do 10 w zapisie dwójkowym
- liczby atomowe pierwiastków, z których składają się związki organiczne: wodoru, węgla, azotu, tlenu i fosforu

- chemiczne składniki DNA

- schemat podwójnej spirali DNA

- rysunek postaci człowieka, średnie wymiary człowieka, liczba ludzi na Ziemi w listopadzie 1974 roku

- rysunek Układu Słonecznego z wyróżnioną Ziemią

- schemat czaszy radioteleskopu Arecibo

Wiadomość została wysłana, ale na kontakt nie ma szans. Potrzeba 25 tys. lat, aby sygnał dotarł do potencjalnego adresata i tyle samo na odpowiedź. Co gorsza, sygnał nie dotrze do gromady M13, bo za 25 tys. lat będzie się znajdowała w innym miejscu. W roku 1999 pomysłodawcy przekonywali, że prawdziwym celem wiadomości z Arecibo nie był kontakt z obcymi, ale zaprezentowanie możliwości technologicznych.

Wiarygodność obserwacji (nie wspominając o naukowej wartości wniosków) to zresztą w tej dziedzinie kwestia dość drażliwa. Dlatego w 2001 roku poszukiwacze sygnałów od obcych cywilizacji związani z instytutem SETI opracowali skalę do oceny swoich odkryć. Skala Rio miała być prostym narzędziem dla naukowców zajmujących się badaniem  sygnałów z kosmosu. Miała ułatwiać ocenę prawdopodobieństwa odkrycia sygnału od obcych w skali od 1 do 10. Badaczom pozwala samodzielnie ocenić prawdopodobieństwo natknięcia się na wiadomość od „braci w rozumie”. Najnowsza propozycja skali Rio 2.0 została zaprezentowana w lipcu 2018 roku na łamach „International Journal of Astrobiology”.

 

NIEPEWNY KONTAKT

Jill Tarter, współzałożycielka Instytutu SETI, i badaczka, która była inspiracją dla postaci Ellie Arroway z powieści Carla Sagana „Kontakt” i późniejszego filmu z Jodie Foster,dostrzegła podczas całej swojej kariery zaledwie trzy potencjalne sygnały pozaziemskie. Za każdym razem znajdowała dla nich ziemskie wyjaśnienia. Teraz uważa, że
nowa skala może być używana tak jak skala Richtera opisująca siłę trzęsień ziemi. Astronomowie odpowiedzialni za stworzenie Rio 2.0 twierdzą, że skalę można przetestować na fikcyjnych scenariuszach, takich jak ten w filmie, a także na historycznych fałszywych alarmach – jak sygnał „Wow!”.

SETI POSZUKIWANIE OBCYCH CYWILIZACJI - NASŁUCHIWANIE NIEBA

Sygnały radiowe docierające z kosmosu mogą być dowodem, że nie jesteśmy sami we wszechświecie. Dlatego każdy nietypowy impuls wywołuje u badaczy dreszcze

Łączność z obcą cywilizacją fascynuje uczonych od dawna. Z potrzeby nawiązania kontaktu z inteligentnymi istotami na odległych planetach narodził się program SETI. Jego twórcy założyli, że kontakt z obcymi cywilizacjami można nawiązać jedynie za pomocą fal radiowych, które nie są zatrzymywane przez atmosferę ziemską. W 1960 roku astronom Frank Drake z Uniwersytetu Cornella przeprowadził pierwsze obserwacje fal radiowych docierających do nas z odległego kosmosu. Początkowo program SETI traktowany był przez naukowców z przymrużeniem oka. Kiedy jednak okazało się, że na Ziemię dociera mnóstwo sygnałów radiowych, naukowcy zaczęli je traktować poważnie. Od tego czasu na Ziemi powstają radioteleskopy, które nadstawiają „ucha”, a zespoły naukowców, także w Polsce, analizują zarejestrowane sygnały.

Można też sprawdzać przydatność Rio 2.0 na ultraszybkich FRB. Poszukiwanie tych rozbłysków dziś jest jednym z najbardziej „gorących” tematów radioastronomii. Mała ilość danych na temat tego zjawiska motywuje badaczy. Po raz pierwszy FRB zostało zarejestrowane przypadkiem, kiedy to David Narkevic z zespołu Duncana Lorimera z Uniwersytetu Zachodniej Wirginii w poszukiwaniu śladów pulsarów analizował zapisy sygnałów zarejestrowanych przez australijski radioteleskop Parkes. W danych z końca 2006 roku natknął się na nieznane dotąd zjawisko. Kiedy po raz pierwszy opis odkrycia został zaprezentowany światu naukowemu, zyskał miano „rozbłysków Lorimera”.
Bardzo szybko po pierwszym odkryciu naukowcy nauczyli się poszukiwać tego typu zjawisk. Do dziś badacze potwierdzili ponad 60 rozbłysków FRB (niepowtarzających się) i zapowiadają odkrywanie kolejnych. Radioteleskopy są coraz bardziej czułe, a i astronomowie wiedzą już, na jakiego typu zjawiska mają zwracać uwagę. Będzie czas na testowanie skali Rio 2.0.