Brzi radio-rafali postali su glavni fokus istraživanja u posljednjem desetljeću. U radio-astronomiji ovaj se fenomen odnosi na prolazne radio-impulse koji dolaze iz dalekih kozmoloških izvora, a koji u prosjeku traju samo nekoliko milisekundi. Otkako je prvi događaj otkriven 2007. („Lorimer Burst“), primijećeno je trideset četiri FRB-a, ali znanstvenici još uvijek nisu sigurni što ih uzrokuje.
S teorijama u rasponu od eksplozije zvijezda i crnih rupa do pulsara i magnetara - pa čak i poruka koje dolaze iz izvanzemaljskih inteligencija (ETI) - astronomi su odlučni naučiti više o tim čudnim signalima. Zahvaljujući novoj studiji tima australijskih istraživača, koji je koristio Australski kvadratni kilometražni put (ASKAP), broj poznatih izvora FRB-a gotovo se udvostručio.
Studija koja detaljno opisuje njihova istraživanja koja su se nedavno pojavila u časopisu Priroda, vodio je dr. Ryan Shannon - istraživač sa Sveučilišta Swinburne u Tehnologiji i Centra izvrsnosti OzGrav ARC - i uključio članove Međunarodnog centra za radio astronomska istraživanja (ICRAR), Australian Telescope National Facility (ATNF), ARC Centar izvrsnosti za sve-nebesku astrofiziku (CAASTRO) i više sveučilišta.
Kako navode u svojoj studiji, pokušaje razumijevanja FRB-a u cjelini sprečavali su brojni čimbenici. Za jednu su prethodna pretraživanja provedena teleskopima koji se razlikuju u osjetljivosti, rasponu različitih radio frekvencija i u okruženjima s različitim razinama radiofrekvencijskih smetnji - koje su rezultat ljudske aktivnosti.
Drugo, prošla pretraživanja bila su komplicirana prolaznom prirodom izvora i lošom kutnom razlučivosti instrumenata za otkrivanje, što je rezultiralo neizvjesnošću kada je riječ o izvorima FRB-a i njihovoj svjetlini. Da bi se pozabavili tim, tim je proveo dobro kontrolirano radio-istraživanje širokog polja za niz rafala koji su otkriveni 2016. godine i praćeni do patuljaste galaksije udaljene 3,7 milijardi svjetlosnih godina.
Tim je proveo ovo istraživanje koristeći ASKAP matricu, najbrži svjetski radio-istraživački teleskop smješten na zapadu Australije. Dizajnirana i osmišljena od strane Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO), niz ASKAP sastoji se od 36 antena koje se šire na dijelu terena promjera 6 km (3,7 mi).
Koristeći ovaj niz koji je prethodnik budućem teleskopu Square Kilometer Array (SKA), istraživački tim je istraživao rafale koji dolaze iz tog dalekog kozmološkog izvora. Osim što su u jednoj godini pronašli više FRB-a od bilo kojeg prethodnog istraživanja, također su primijetili kako signali dolaze iz izvora mnogo udaljeniji nego što se prethodno mislilo. Kao što je dr. Shannon objasnio u ICRAR-ovom priopćenju:
„Pronašli smo 20 brzih radiofrekvencija u godini, gotovo udvostručujući broj otkriven širom svijeta otkad su otkriveni 2007. Koristeći novu tehnologiju Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP), također smo dokazali da brzi radijski snimci dolaze s druge strane Svemira, a ne iz našeg galaktičkog susjedstva. "
Slijedom praćenja provedenih između 8 i 46 dana nakon što su prvotna otkrivanja utvrdila da se niti jedan rafal ne ponavlja. U 20 rafala koje su otkrili uključeni su i najbliži izvori ikad promatrani, a da ne spominjemo najsvjetlije. Njihova otkrića su također pokazala da postoji odnos između rasipanja i svjetline, kao i intenziteta i udaljenosti.
Razlog za to je povezan s činjenicom da udaljeniji pragovi putuju milijarde svjetlosnih godina prije nego što stignu na Zemlju. Tijekom putovanja prolaze kroz materijal smješten između izvora i Zemlje (poput oblaka plina), koji ima utjecaj na njih. Kao što je objasnio dr. Jean-Pierre Macquart, iz čvora ICRAR na sveučilištu Curtin i koautor na članku, objasnio je:
"Svaki put kad se to dogodi, različite valne duljine koje čine prasak usporavaju se različitim iznosima. Na kraju, prasak dostigne Zemlju širenjem valnih duljina koje stižu u teleskop u nešto drugačije vrijeme, poput plivača na ciljnoj liniji. Vremenom dolaska različitih valnih duljina govori nam koliko materijala je puklo prolazilo tokom svog putovanja. A budući da smo pokazali da brzi radijski snimci dolaze izdaleka, možemo ih upotrijebiti za otkrivanje sve nestale materije koja se nalazi u prostoru između galaksija - što je zaista uzbudljivo otkriće. "
Zahvaljujući ovoj najnovijoj skupini otkrića, znanstvenici sada razumiju da FRB koje su do sada otkrile potječu s druge strane kozmosa, a ne iz naše galaksije. Međutim, još uvijek nismo bliže utvrđivanju što ih uzrokuje ili iz kojih galaksija dolaze. Ali s uzorkom istraživanja koji se sada sastoji od 48 otkrića, istraživači će vjerojatno naučiti puno više u narednim godinama.
Za dr. Shannon i njegov istraživački tim sljedeći će izazov biti točno odrediti mjesta eksplozija na nebu. "Morat ćemo lokalizirati rafale na više od tisuću stupnjeva", rekao je. "To je širina ljudske dlake koja se vidi deset metara dalje, i dovoljno dobra da svaki prasak poveže s određenom galaksijom."
U međuvremenu se očekuje da će i istraživanje FRB-a dovesti do nekih značajnih otkrića u astronomiji. Već je tim istraživača CSIRO-a upotrijebio Parkes opservatorij u Australiji za otkrivanje FRB-a u 2016., što su tada primijetile više opservatorija širom svijeta. Kao rezultat toga, tim je uspio identificirati izvor (eliptična galaksija udaljen 6 milijardi svjetlosnih godina) i utvrditi crveni pomak signala.
Ovaj do sada neviđeni podvig omogućio je istraživačkom timu da izmeri gustoću tvari koja intervenira između ove galaksije i Zemlje, što je potvrdilo da su naši trenutni modeli za mjerenje gustoće materije u Svemiru ispravni. Drugim riječima, tim je uspio pronaći "nestalu materiju" Univerzuma koristeći FRB-ove kao mjerni štap. Ili kako je to rekao dr. Jean-Pierre Macquart, stariji predavač na sveučilištu Curtin i jedan od znanstvenika odgovornih za otkriće:
"[FRBs] su, u stvari, laboratoriji za fiziku koji istražuju ekstremne materije i energije kojima ne možemo pristupiti u zemaljskim laboratorijama. A upravo će takva vrsta fizike pokretati budući napredak tehnologije u generacijama koje dolaze. "
Nedavna su istraživanja također utvrdila da su FRB-ovi vrlo uobičajeni kozmološki događaji, koji se događaju jednom svake sekunde u našem Svemiru. Uz snažne alate za promatranje koji se uskoro pojavljuju na mreži - poput kvadratnog kilometraškog polja (SKA), velikog latinoameričkog milimetrskog niza (LLAMA) i radioteleskopa Qitai 110m - znanstvenici će sigurno promatrati još mnogo FBR-a u skoroj budućnosti.
Sa svakim novim otkrivanjem, stojimo da naučimo više o tome što uzrokuje ove neobične bljeskove i kako se mogu koristiti za otključavanje misterija našeg Svemira. U međuvremenu, svakako pogledajte ovaj razgovor s dr. Shannonom i timom za otkriće, ljubaznošću CSIRO-a:
