Keisti signalai iš kosmoso, bet jų kilmės vieta – dar keistesnė

Mokslininkai nuolat bando įminti įvairias kosmoso paslaptis, tačiau pagalvojus kiek daug apie savo Visatą nežinome, gali pasidaryti baugu. Viena iš didžiausių paslapčių astronomams jau ilgą laiką yra greitieji radijo pliūpsniai (angl. fast radio bursts, FRB) – tačiau neseniai mokslininkai sugebėjo nustatyti, iš kur kilo vienas iš jų.

„Tai labai didelis laimėjimas astronomams, kurie FRB signalus tyrinėja nuo pat jų atradimo 2007 metais“, – sako astronomijos inžinierius Keithas Bannisteris.

Šis signalas buvo pavadintas FRB 180924 – visi signalai gauna pavadinimus pagal tai, kuriais metais, kelintą mėnesį ir dieną buvo atrasti. Mokslininkai taip pat nustatė, kad šis signalas į Žemę atkeliavo iš kitos Paukščių Tako dydžio galaktikos, esančios už 3,6 mlrd. šviesmečių nuo mūsų.

Mokslininkai teigia, kad nustačius šių pliūpsnių kilmę, turėtų būti įmanoma nustatyti ir tai, kas juos sukelia. FRB 180924 yra antrasis signalas, kurio kilmė buvo identifikuota. Pirmasis FRB 121102 yra gana ypatingas, nes reguliariai pasikartoja. Būtent tai leido mokslininkams nustatyti, kad jis atkeliauja iš už 3 mlrd. šviesmečių nuo mūsų esančios nykštukinės galaktikos.

FRB 180924 kilmę nustatyti buvo daug sunkiau – kadangi jis į Žemę atkeliavo tik kartą. Nepaisant to, panaudojus išplėstinį radijo antenų masyvą, vadinamą „Australian Square Kilometre Array Pathfinder “ (ASKAP), astronomams pavyko nustatyti jo kilmę.

Sudėtingi skaičiavimai

Norint aptikti FRB signalus, pirmiausia reikia, kad antenos atliktų 10 trilijonų matavimų per sekundę. ASKAP šiuo metu jau gali aptikti daug didesnį FRB skaičių, nei kada nors anksčiau – tačiau to pilnai nepakanka.

FRB dažniausiai būna atrandami tik po to, kai mokslininkai išnagrinėja milžinišką kiekį gautų duomenų ir randa vieną reikalingą matavimą iš milijardo. Tiesa, FRB 180924 yra išskirtinis: mokslininkams jį pavyko užfiksuoti iš karto.

„Kad tai yra FRB, supratome maždaug po trečdalio sekundės – tada iš karto įrašėme paskutinių trijų signalo sekundžių duomenis, tai maždaug 3 mlrd. matavimų ASKAP antenomis“, – aiškina astrofizikas Adamas Delleris iš Swinburno technologijos universiteto.

„Dėl to galėjome gyvai vėl ir vėl peržiūrinėti šio signalo duomenis – o tai labai padėjo“, – aiškina jis.

Vėliau, atlikus dar daugiau skaičiavimų, buvo nustatyta, kad pliūpsnis atkeliavo iš už 13 000 šviesmečių esančios galaktikos, kurios dydis yra labai panašus į mūsų Paukščių taką. Keisčiausia tai, kad šioje tolimojoje galaktikoje naujos žvaigždės jau nebesiformuoja.

Naujausiuose tyrimuose siūloma, kad FRB 121102 kilo iš neutroninės žvaigždės, bet kitos teorijos kalba ir apie juodąsias skyles, pulsarus, kurie turi žvaigždes-kompanijones, nykstančius pulsarus, hipotetinius kosminius objektus blitzarus, sąsajas su gama žybsniais (mokslininkai jau išsiaiškino, kad jie kyla susidūrus dviems neutroninėms žvaigždėms) ir magnetarus, kurie turi itin stiprų magnetinį lauką.

Panašumai ir skirtumai

Žinoma, skirtingos yra ne tik galaktikos, iš kurių kyla FRB: tarpusavio skirtumų turi ir patys signalai.

Štai FRB 121102 elektromagnetinis signalas yra tarsi susuktas – o tai reiškia, kad jis pakeliui į Žemę turėjo praskrieti pro gana stiprų magnetinį lauką. Tuo tarpu FRB 180924 susisukęs nebuvo – bet jo, jis yra ir daug stipresnis už ankstesnį.

„Jauno magnetaro modelis, kuris buvo sukurtas paaiškinti FRB 121102 pliūpsnį, puikiai atlieka savo darbą. Tačiau FRB 180924 pagal jį paaiškinti sunku, nes jis atkeliauja iš galaktikos, kurioje nesiformuoja jokios naujos žvaigždės. Taigi, mokslininkams teks grįžti atgal ir ieškoti naujos teorijos, galbūt koreguoti esamą“, – teigia A.Delleris.

Magnetarais tampa už Saulę masyvesnės žvaigždės. Supernovos sprogimas nuneša didesnę dalį medžiagos, paliekant tiktai karštą, didelio tankio šerdį. Jei žvaigždės masė nesiekia dviejų Saulės masių, ji virsta neutronine žvaigžde. Magnetarai skiriasi nuo neutroninių žvaigždžių tuo, kad turi stiprų magnetinį lauką ir palyginus su įprasta neutronine žvaigžde (kuri sukasi nuo kelių iki kelių šimtų kartų per sekundę),  sukasi šiek kiek lėčiau (tik kartą ar du per sekundę).

Norint suvokti, kaip ir iš ko susidaro FRB signalai, pirmiausia reikia daugiau jų užfiksuoti – ir nustatyti, iš kurie jie yra kilę. Žinant daugiau informacijos apie jų kilmę, galima ieškoti ir paaiškinimo, kodėl jie susidaro.

Be to, žinios apie FRB susidarymą padėtų mums suprasti ir visą Visatą – nes apskaičiavus laiką nuo tada, kai pliūpsnis prasidėjo iki tada, kai jis pasibaigė, galima apskaičiuoti ir per kokį kiekį dujų signalui reikėjo nukeliauti, kad pasiektų Žemę.

Parengta pagal „Science Alert“, publikuoja lrytas.lt