Astrofizycy zarzucają sieć na szybkie błyski radiowe
Fast Radio Bursts to trwające nie więcej niż kilka milisekund, a więc tysięczną część sekundy, błyski światła obserwowane na niebie w zakresie fal radiowych – o długości o od kilku centymetrów do kilku metrów. Wydawałoby się, że to nic szczególnego – fale elektromagnetyczne na przeróżnych długościach docierają do nas z bliższego i dalszego Wszechświata. Te szczególne błyski światła bardzo rzadko jednak się powtarzają i do dziś nie ma powszechnej zgody co do ich pochodzenia.
Ich odkrycie było dość przypadkowe. W 2007 roku Duncan Lorimer znalazł w archiwalnych danych przeznaczonych do monitorowania pulsarów, pojedynczy radiowy błysk, który trwał zaledwie 5 milisekund. Co było najbardziej intrygujące w tym znalezisku? Nie wyglądało na to, żeby błysk kiedykolwiek się powtórzył.
Tysiące anten, czyli polowanie na źródła
Dokładne określenie, skąd pochodzi błysk radiowego, jest dość trudne. Wymaga natychmiastowego skierowania teleskopów na dość duży obszar nieba. Na niewiele to się jednak zda, jeśli błysk trwa kilka milisekund i nigdy się nie powtarza. Spośród kilkuset zarejestrowanych do dziś szybkich błysków radiowych, jedynie 3 proc. udało się zarejestrować powtórnie.
Pojawiają się jednak nowe możliwości. Ogromne zainteresowanie nimi spowodowało prawdziwy radioastronomiczny wyścig zbrojeń. Deep Synoptic Array (DSA) to sieć teleskopów budowana w ściśle określonym celu: wykrywania i lokalizacji szybkich błysków radiowych. Już zaczęła wywiązywać się z zadania: w styczniu tego roku naukowcy raportowali zlokalizowania 30 błysków radiowych, podwajając liczbę tych zjawisk z dokładnie określoną lokalizacją. Kanadyjski projekt CHIME też odnosi sukcesy. W ubiegłym tygodniu naukowcy zaraportowali odkrycie 25 powtarzających się błysków radiowych.
Innym obserwatorium, doskonale wyposażonym do detekcji i lokalizacji błysków radiowych jest Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) w Australii. Ma ono przetrzeć szlaki jednemu z ambitniejszych projektów astronomicznych ostatnich lat: Square Kilometer Array. Jak sama nazwa wskazuje, SKA to sieć radioteleskopów o łącznej powierzchni anten równej kilometrowi kwadratowemu, czyli 200 boiskom piłkarskim. Docelowo anten będzie ponad sto tysięcy, w Republice Południowej Afryki i Australii. Jednak już kilkadziesiąt pracujących w ASKAP pokazuje potencjał przyszłej sieci SKA, pozwalając na zlokalizowanie i badanie galaktyk będących źródłem szybkich błysków radiowych.
Błyski, czyli opowieść o losach Wszechświata
Przyszłość rysuje się więc optymistycznie. Dlaczego jednak, poza zwykłą ciekawością i potrzebą zrozumienia niewyjaśnionych fenomenów kosmosu, astronomowie badają te błyski? Bo mogłyby one przynieść odpowiedź na jedną z największych zagadek współczesnej kosmologii.
Od kiedy niemal sto lat temu Georges Lemaître zaproponował, a Edwin Hubble obserwacyjnie udowodnił, że Wszechświat się rozszerza, naukowcy ciężko pracują nad ustaleniem tempa tego procesu. W ostatnich latach stało się to szczególnie ciekawe, ponieważ okazuje się, że zależnie od metody badań wyniki znacznie się różnią. To nie zwykłe sprzeczki o wartość stałej fizycznej. Od tempa rozszerzania się Wszechświata, czyli stałej Hubble-Lemaitre’a, zależy nasze rozumienie jego początków, ewolucji oraz ostatecznego losu Skoro metody są niezgodne, astronomowie usilnie poszukują nowych sposobów mogących wyjaśnić rozbieżności.
Światło o niskich energiach, jak fale radiowe, ma tę właściwość, że ulegają rozproszeniu w międzygalaktycznej przestrzeni. W związku z tym światło o większej energii dociera do teleskopu odrobinę wcześniej niż inne. To sprawia, że szybkie błyski radiowe są doskonałym sposobem na mierzenie odległości we Wszechświecie – to opóźnienie sygnału będzie zależne od ilości materii na drodze fali radiowej. W ubiegłym roku Steffen Hagstotz zademonstrował, że zlokalizowanie kilkuset błysków radiowych powinno wystarczyć do określenia stałej Hubble-Lemaitre’a nową, niezależną metodą.
Astrofizyka to niesamowita dziedzina: minęło zaledwie 15 lat od odkrycia szybkich błysków gamma, a my już mamy dwa nowe obserwatoria gotowe do wyjaśnienia tego zjawiska. Z drugiej strony na rozwiązanie niektórych zagadek Wszechświata czekamy już od niemal stu lat, a kolejne odpowiedzi przynoszą zazwyczaj jeszcze więcej pytań.
Na podstawie: https://physicsworld.com/a/astronomers-braced-for-a-revolution-in-fast-radio-burst-localizations/