Znamy źródło “obcych” sygnałów radiowych. Pomógł radioteleskop wypluwający 250 GB danych na sekundę

Błyski FRB, silne i mierzone w milisekundach sygnały rejestrowane na falach radiowych to zjawisko równie ciekawe co tajemnicze. Być może emitują je gwiazdy neutronowe z odległych galaktyk, a może zapadające się pod własnym ciężarem pulsary. Raczej nie kosmici, choć wielu chciałoby w FRB widzieć sygnały od obcych cywilizacji.
Znamy źródło “obcych” sygnałów radiowych. Pomógł radioteleskop wypluwający 250 GB danych na sekundę

Co czyni je szczególnie intrygującymi, to ich ulotność. Radioteleskopy często wychwytują pojedyncze błyski. Samotny przekaz i żadnych powtórzeń. Sporadyczne są też sygnały powtarzające się, czasem nawet zgrupowane w klastrach po kilka. Jeżeli nie wiemy, że mają nadejść to ciężko je dobrze zbadać i np. ustalić źródło.

Szczęśliwym trafem od połowy września 2018 roku do końca października roku następnego dokładnie co 16,35 dnia, przez cztery dni, co godzinę coś wysyłało w naszą stronę serię błysków, a potem milknie na 12 dni. I tak miesiąc w miesiąc. Wówczas udało się wyśledzić, że sygnał dociera do Ziemi z odległej o 500 mln lat świetlnych galaktyki.

Co jednak, gdy sygnał się nie powtarza? W 2019 roku astronomowie pokazali, że i w tej sytuacji nie są bezradni. Sygnał FRB 180924 o olbrzymiej energii skondensowanej w krótki impuls radiowy długości kilku milisekund wypuściło coś z galaktyki wielkości Drogi Mlecznej odległej od nas o 3,6 mld lat świetlnych.

Nie mogąc przewidzieć skąd nadejdzie sygnał, po prostu zaczęto rejestrować błyski radiowe z całego widocznego nieboskłonu. Użyli do tego australijskiego radioteleskopu ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder), matrycy złożonej z rozstawionych równo obok siebie 36 anten odbiorczych o średnicy 12 metrów każda. Wspólnie produkują do 2,5 gigabajta danych na sekundę.

 Zwykle trzeba tygodni by przeczesać tak dużą porcję informacji. W konsekwencji FRB wykrywa się już po fakcie. Ale nie w zeszłym roku. W 2019 pierwszy raz udało się złapać szybki błysk radiowy ”na gorącym uczynku”. Od tamtej pory dokonano tego jeszcze trzy razy. W konsekwencji astronomowie dostali do ręki zestaw bardzo cennych danych: spis galaktyk, które wyrzuciły z siebie owe sygnały.

– Podobnie jak przy wideokonferencji z kolegami widzimy za ich plecami wnętrza ich mieszkań, dostając tym samym mały wgląd w ich prywatne życie, oglądanie galaktyk z których pochodzą FRB może dać odpowiedź na pytanie o pochodzenie źródła tych sygnałów – wyjaśniła w informacji prasowej Shivani Bhandari, astrofizyk z australijskiego Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO). 

Dzięki możliwościom technicznym oferowanym przez radioteleskop ASKAP, Bhandari i jej zespół namierzył z dużą precyzją miejsce emisji czterech jednorazowych błysków radiowych (FRB 180924, FRB 181112, FRB 190102 oraz FRB 190608).

Każdy wyemitowało nieznane źródło w galaktykach odległych nawet o miliardy lat świetlnych. Z tej odległości nie możemy dostrzec pojedynczych gwiazd, więc tą techniką bezpośredniego źródła sygnału też nie poznamy.

Otoczenie, kontekst, w którym powstały, też się liczy. Ważne jest np. czy powstały w ekstremalnych warunkach panujących koło czarnej dziury, a może wypuściło je coś z ”martwej” galaktyki. W ten sposób można zawęzić listę potencjalnych nadawców FRB.

Zdjęcie: CSIRO

Wspomniana czwórka raczej nie ma nic wspólnego z masywnymi czarnymi dziurami, tłumaczą odkrywcy, bo pochodzą z odległych rubieży swoich galaktyk. Ponoć każda z tych czterech galaktyk z których pochodzą sygnały przypomina naszą Drogę Mleczną. Czyli ”są dość duże i dość szybko produkują nowe gwiazdy”. Galaktyka z której pochodzi powtarzający się sygnał jest kompletnie inna.

Naukowcy spekulują, że za owymi czterema FRB mogą stać procesy łączenia się obiektów jak białe karły i gwiazdy neutronowe. Taką koncepcję wskazała inna astrofizyk z CSIRO, Elaine Sadler.

– Określenie pozycji źródła szybkiego błysku radiowego jest wielkim technicznym osiągnięciem, i niezwykle popycha do przodu naszą dziedzinę nauki – tłumaczy niezwiązana z tym odkryciem astrofizyk Jocelyn Bell Burnell, która jako pierwsza w 1967 roku odkryła pulsary. Dodaje, że choć do końca nie wiemy, co tam się dzieje, ale w końcu możemy wykreślać jakieś pozycje z listy.