Szybkie błyski radiowe, czyli Fast Radio Bursts (FRB) są bardzo krótkimi i wyjątkowo silnymi impulsami radiowymi. Trwają zwykle od ułamka milisekundy do kilku milisekund. Pierwszy taki błysk zidentyfikowano niespełna 20 lat temu.
WIDEO…
W 2007 roku zespół prowadzony przez astronoma Duncana Lorimera analizował archiwalne dane z radioteleskopu Parkes w Australii, zebrane w poszukiwaniu pulsarów. Jednak podczas przeglądania danych z 2001 roku badacze dostrzegli wyraźną anomalię. Radioteleskop zarejestrował silny sygnał o nietypowym profilu, który nie przypominał śladu gwiazdy neutronowej.
Był to pojedynczy impuls o źródle położonym poza naszą Galaktyką: zaskakująco wyraźny, lecz odosobniony i trwający zaledwie ułamek sekundy. Początkowo nikt nie był pewien, czy nie jest to zakłócenie – dopiero kolejne detekcje potwierdziły, że zjawisko jest prawdziwe.
Najsilniejsze zjawisko radiowe we Wszechświecie
Jak energetyczne są te zjawiska? Wystarczy powiedzieć, że w ułamku milisekundy źródło wypromieniowuje tyle energii, ile Słońce w ciągu kilku dni lub dłużej. To czyni FRB jednymi z najjaśniejszych zjawisk radiowych we Wszechświecie. Większość FRB zaobserwowano tylko raz, ale część źródeł się powtarza. Jedno źródło wykazuje nawet okresowość około 16 dni. Dzięki teleskopowi CHIME w Kanadzie znane są tysiące FRB, a ich liczba stale rośnie.
Zdaniem astronomów z Uniwersytetu w Sydney jest to najodleglejszy dotąd FRB w historii badań. – Szybkie błyski radiowe są interesujące m.in. dlatego, że nie wiemy, co je wytwarza. Mamy teorie dotyczące obiektów, które je wywołują, ale nie mamy rozstrzygających dowodów – mówi Manisha Caleb, radioastronomka i astrofizyczka z Uniwersytetu w Sydney oraz główna autorka opublikowanego na łamach „Science” badania.
Potężne jak magnetary
Jakie obiekty mogą wywoływać FRB? Głównymi podejrzanymi są magnetary, czyli rzadki typ gwiazd neutronowych o ekstremalnie silnym polu magnetycznym, rzędu 10¹⁴–10¹⁵ gausów. To setki milionów, a nawet miliardy razy więcej niż najsilniejsze stałe pola wytwarzane w ziemskich laboratoriach i około 1000 razy więcej niż w zwykłych pulsarach.
Dla porównania, pole magnetyczne Ziemi to około 0,5 gausa, magnes na lodówkę od kilkudziesięciu do około stu gausów, a magnesy Wielkiego Zderzacza Hadronów, najpotężniejszego akceleratora cząstek na Ziemi, mają pole rzędu 83 tysięcy gausów, czyli zaledwie około 170 tysięcy razy silniejsze od ziemskiego. Pole magnetara jest od nich silniejsze od miliarda do nawet kilkunastu miliardów razy.
Opisywany w artykule „Science” szybki błysk radiowy został wykryty w marcu 2024 dzięki potężnemu południowoafrykańskiemu radioteleskopowi MeerKAT, złożonemu z 64 anten. Sygnał pochodzi z „kosmicznego południa” – epoki, gdy Wszechświat miał zaledwie 3 miliardy lat, a tempo powstawania gwiazd osiągało szczyt.
Młoda galaktyka karłowata
Aby jednak zdobyć więcej danych i dokładniej zlokalizować źródło sygnału, potrzebny był kosmiczny teleskop Jamesa Webba. – Myśleliśmy, że będzie to duża, dobrze ukształtowana galaktyka z mnóstwem gwiazd. Tymczasem okazała się tysiąc razy mniejszą galaktyką karłowatą aktywnie tworzącą gwiazdy – dodaje Manisha Caleb.
Galaktyka ta jest też bardzo młoda – aż 90 procent jej masy gwiazdowej powstało w ciągu 30 milionów lat poprzedzających błysk. To skłoniło astronomów do uznania magnetara za bardziej prawdopodobne źródło tego historycznego FRB niż zderzenie gwiazd neutronowych.
Dodajmy, że FRB działają jak astronomiczne latarki. Sygnał tego konkretnego błysku został zniekształcony przez dwie struktury o kosmicznej skali podczas długiej podróży przez większą część Wszechświata.
Dzięki temu błysk pomógł ujawnić nieznaną wcześniej grupę galaktyk znajdującą się na jego trasie, w odległości około 3,5 miliarda lat świetlnych. Niósł też ślad oddziaływania ze zjonizowaną materią Gromady w Pannie – najbliższej Ziemi struktury tego rodzaju, odległej o zaledwie około 54 miliony lat świetlnych.
Znamy zaledwie około 100 FRB, dla których potwierdzono galaktyki macierzyste, a większość z nich znajduje się o miliardy lat świetlnych bliżej nas. Odkrycie tak odległego FRB otwiera nowy rozdział badań.
Źródło: Science
