კოსმოსური რადიო აფეთქებების უცნობი ბუნება

2024 ავტორი: Seth Attwood | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-16 16:09

ერთ-ერთი ყველაზე იდუმალი კოსმოსური ფენომენი არის სწრაფი რადიო აფეთქებები. ეს არის მოკლე, რამდენიმე მილიწამიანი ხანგრძლივობის უცნობი ბუნების რადიოსიგნალები, რომლებიც წარმოიქმნება უზარმაზარი ენერგიის გამოთავისუფლებით. მათი აღმოჩენიდან ათ წელზე მეტი გავიდა, მაგრამ ასტროფიზიკოსები ჯერ კიდევ ცდილობენ გაარკვიონ მათი წარმოშობის მექანიზმები. მკვლევარები შესაძლო წყაროდ ასახელებენ ნეიტრონულ ვარსკვლავებს, შავ ხვრელებს და უცხო ცივილიზაციების გადამცემებსაც კი.

იდუმალი სიგნალები

სწრაფი რადიოს აფეთქებით, მილიწამებში, იმდენი ენერგია გამოიყოფა, რამდენიც მზემ გამოუშვა რამდენიმე ათეული ათასი წლის განმავლობაში. წამყვანი ჰიპოთეზა არის ის, რომ ისინი გამოწვეულია კატასტროფული მოვლენებით, როგორიცაა ორი ნეიტრონული ვარსკვლავის შერწყმა, ციმციმი შავი ხვრელის აორთქლების შედეგად ან პულსარის შავ ხვრელად გადაქცევა. დიდი ხნის განმავლობაში ითვლებოდა, რომ რადიო აფეთქებები შეიძლება მოხდეს მხოლოდ ერთხელ, მაგრამ 2015 წელს გაირკვა, რომ ადრე ჩაწერილი სწრაფი რადიო აფეთქება FRB 121102 მეორდება არა პერიოდულად.

FRB 121102 მდებარეობს ჯუჯა გალაქტიკაში, დედამიწიდან სამი მილიარდი სინათლის წლის მანძილზე და რამდენიმე წლის განმავლობაში რჩებოდა განმეორებადი რადიოაფეთქებების ერთადერთ ცნობილ წყაროდ, მიუხედავად ფრთხილად ძიებისა. თუმცა, 2019 წლის იანვარში, ჟურნალ Nature-ში გამოჩნდა კანადური თანამშრომლობის CHIME მეცნიერების სტატია, რომელშიც მოხსენებული იყო სიგნალების ხელახალი რეგისტრაციის შესახებ სხვა წყაროდან - 180814. J0422 + 73. CHIME (კანადის წყალბადის ინტენსივობის რუკების ექსპერიმენტი) ინტერფერომეტრულმა რადიოტელესკოპმა დააფიქსირა ექვსი სწრაფი რადიო აფეთქება, რომლებიც მოვიდა გალაქტიკიდან 1,3 მილიარდი სინათლის წლის მანძილზე.

სიგნალები მათი სიხშირის სტრუქტურით და სპექტრული მახასიათებლებით წააგავდა FRB 121102 სიგნალებს, რაც მიუთითებს მათი ფორმირების მსგავს მექანიზმზე და წყაროს ერთსა და იმავე ბუნებაზე. აღმოჩენა მიუთითებს ცალკეული ტიპის სწრაფი რადიოაფეთქებების არსებობაზე, რაც კატასტროფული მოვლენებით არ შეიძლება გამოწვეული იყოს სწორედ მათი განმეორებით.

მდუმარე გალაქტიკა

2019 წლის აგვისტოში მეცნიერთა საერთაშორისო ჯგუფმა პირველად დაადგინა FRB 180924 ერთი სწრაფი რადიოაფეთქების წყარო, რომელიც წარმოიშვა გალაქტიკაში ოთხი მილიარდი სინათლის წლის მანძილზე.

ავსტრალიაში მდებარე ASKAP რადიოინტერფერომეტრის გამოყენებით, ასტრონომებმა დაადგინეს FRB წყაროს მდებარეობა და შემდეგ გამოთვალეს მანძილი მასამდე Gemini, Keck და VLT ოპტიკური სახმელეთო ტელესკოპების მონაცემების ანალიზით. გაირკვა, რომ რადიო აფეთქება მოხდა ირმის ნახტომის ზომის მასიურ გალაქტიკაში, მისი ცენტრიდან 13 ათასი სინათლის წლის მანძილზე. გალაქტიკის დამახასიათებელი თვისებაა ახალი ვარსკვლავების დაბადების პროცესების არარსებობა.

ეს განსხვავდება განმეორებადი სიგნალისგან FRB 121102, რომელიც მდებარეობს აქტიური ვარსკვლავის წარმოქმნის რეგიონში. ამრიგად, ერთჯერადი და განმეორებადი სწრაფი რადიო აფეთქებებს განსხვავებული წარმოშობა უნდა ჰქონდეს. FRB 121102-ის შემთხვევაში, რადიოსიგნალი თითქოს გადიოდა ძლიერ მაგნიტურ ველში მაგნეტარის, ნეიტრონული ვარსკვლავის სპეციალური ტიპის გარშემო.

მალე აშშ-ში კალიფორნიის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის ასტრონომებმა განაცხადეს კიდევ ერთი სწრაფი რადიოაფეთქების FRB 190523 აღმოჩენის შესახებ, რომელიც ასევე მოხდა შედარებით მშვიდ გარემოში - გალაქტიკაში, რომელიც ირმის ნახტომის ანალოგია და 7,9 მილიარდი სინათლის წლით დაშორებულია. დედამიწიდან.

ორივე ეს აღმოჩენა უარყოფს, რომ სწრაფი რადიო აფეთქებები შეიძლება მოხდეს მხოლოდ ახალგაზრდა ჯუჯა გალაქტიკებში, რომლებიც შეიცავს დიდი რაოდენობით მაგნიტარებს.

რვა ტყუპი

2019 წლის აგვისტოში, arXiv.org-ის წინასწარ ბეჭდვის საცავში გამოჩნდა კანადური თანამშრომლობის CHIME-ს სტატია, რომელიც იუწყებოდა რვა განმეორებადი რადიოსიგნალის აღმოჩენის შესახებ. რადიოსიგნალების ორი წყარო - FRB 180916 და FRB 181119 - ციმციმდა ორზე მეტჯერ (ათი და სამჯერ, შესაბამისად), დანარჩენებმა განმეორებითი რადიოსიგნალები გაგზავნეს მხოლოდ ერთხელ, რადიოტალღების ჩაწერას შორის ყველაზე გრძელი პაუზა 20 საათია. მკვლევარების აზრით, ეს შეიძლება მიუთითებდეს, რომ ბევრი FRB რეალურად მეორდება, მაგრამ ზოგიერთი უფრო აქტიურია, ვიდრე სხვები.

რვა ახალი სწრაფი რადიო აფეთქებიდან უმეტესობამ აჩვენა სიგნალის სიხშირის შემცირება ყოველი განმეორებითი აფეთქებით, რაც შეიძლება იყოს გასაღები ამ ფენომენების გამომწვევი მექანიზმის გასაგებად. გარდა ამისა, FRB 180916-ს აქვს სიგნალის დისპერსიის ყველაზე დაბალი სიჩქარე, რაც მიუთითებს წყაროს შედარებით სიახლოვეს დედამიწასთან. მკვლევარებმა დაასკვნეს, რომ მას ასევე შეუძლია დაეხმაროს რადიოს აფეთქების ბუნებას.

ჯოჯოხეთის ვარსკვლავები

2019 წლის ზაფხულის ბოლოს, ინდოეთის რადიოასტროფიზიკის ეროვნული ცენტრის მეცნიერებმა განაცხადეს, რომ მაგნიტარები კვლავ არის სწრაფი რადიოაფეთქებების ერთ-ერთი ყველაზე სავარაუდო წყარო (ყოველ შემთხვევაში, განმეორებადი).

ანომალიური მაგნიტარი XTE J1810-197 დაფიქსირდა გიგანტური Metwave რადიო ტელესკოპით. დაფიქსირდა რადიო გამოსხივების მილიწამიანი იმპულსები, რომლებიც წააგავს FRB 180814. J0422 + 73 განმეორებით ციმციმებს.

ეს მაგნეტარი დედამიწიდან 10 ათასი სინათლის წლის მანძილზე მდებარეობს. ის 2003 წელს აღმოაჩინეს და 2008 წელს თანდათან შეწყვიტა რადიოს ემისიები. თუმცა, 2018 წელს მასზე ახალი აფეთქება მოხდა, რომელმაც ასევე თანდათანობით დაიწყო გაქრობა. საინტერესოა, რომ მაგნიტარები ჩვეულებრივ არ ასხივებენ რადიო გამოსხივებას და XTE J1810-197 იყო ამ ტიპის რადიო გამოსხივების პირველი წყარო. ამ ობიექტის იშვიათობამ, ისევე როგორც განმეორებადი რადიო აფეთქებების მსგავსად, მეცნიერებს უბიძგა, რომ ორივე ფენომენი ერთმანეთთან იყოს დაკავშირებული.

ხმაურიანი ხვრელი

2019 წლის სექტემბერში ჩინელმა ასტრონომებმა განაცხადეს, რომ მათ აღმოაჩინეს ახალი სწრაფი განმეორებადი რადიოაფეთქებები (FRBs) FRB 121102-დან. სიგნალები დაფიქსირდა 500 მეტრიანი FAST რადიოტელესკოპით 19 სხივიანი მიმღებით გუიჯოუს პროვინციაში. აგვისტოს ბოლოდან სექტემბრამდე დაფიქსირდა 100-ზე მეტი მწვერვალი, რაც რეკორდულია ყველა დაფიქსირებულ FRB-ს შორის.

იმ დროისთვის მეცნიერებმა დაიწყეს ვარაუდი, რომ FRB 121102 არის სუპერმასიური შავი ხვრელი, რომელიც აჭარბებს მზის მასას 10-100 მილიონი ჯერ და წარმოქმნის ძლიერ მაგნიტურ ველს, ხოლო ნეიტრონული ვარსკვლავი ან პლაზმა, რომელიც ხვრელზე გავლენას ახდენს, შეიძლება იყოს პირდაპირი. აფეთქებების წყარო. კიდევ ერთი შესაძლო ახსნა არის ის, რომ FRB 121102 არის მაგნიტიზებული პლერიონი, ნისლეული, რომელსაც იწვის პულსარი ვარსკვლავური ქარი.

მიუხედავად იმისა, რომ სწრაფი რადიო აფეთქებები ჯერჯერობით აუხსნელი რჩება, 2019 წელს სამეცნიერო საზოგადოებას წარედგინა მრავალი მონაცემი, რომელიც ასტრონომებს აახლოებს გამოსავალს. აღმოჩნდა, რომ FRB-ები შეიძლება განმეორდეს და ამას ალბათ ძალიან ხშირად აკეთებენ. ამ შემთხვევაში, ისინი წარმოიქმნება საკმაოდ ეგზოტიკური ობიექტების მიერ, როგორიცაა ნეიტრონული ვარსკვლავები (პულსარები და მაგნიტარები), რომლებიც მდებარეობს შესაფერის ვარსკვლავთშორის გარემოში. ცალკეული აფეთქებები ხდება ნაკლებად ტურბულენტურ პირობებში: გალაქტიკები, სადაც ვარსკვლავების ფორმირება ძალიან ნელია. ასეთი ფენომენები, სავარაუდოდ, მართლაც ხდება კატასტროფული პროცესების გამო.