Radiosygnały z głębin Wszechświata

Z głębin Kosmosu przyleciał zagadkowy, powtarzający się sygnał radiowy. Astronomowie ustalili jego pochodzenie.

Sygnały od EBE?

Astronomowie odkryli zagadkowy, szybko się powtarzający radiosygnał i to z bardzo odległej galaktyki spiralnej podobnej do tej naszej. Sygnały te pomógł zlokalizować 8-metrowy teleskop Gemini North z amerykańskiego Obserwatorium Astronomicznego Gemini na Hawajach.  Po drugie określając chronologicznie pochodzenie powtarzalnych sygnałów, naukowcy zakwestionowali teorie dotyczące nieznanego źródła tych impulsów.

Źródło sygnałów oznaczone jako FRB 180916.J01558+65 w Kasjopei (REC = 01^h 58^m00,7502^s, DEC = +65°43’00.3152”) znajduje się w tej galaktyce, a konkretnie w jej spiralnym ramieniu. FRB oznacza szybkie radiosygnały – z ang. Fast Radio Burst, FRB – są to błyski mikrofal radiowych w Kosmosie. FRB z oddalonej galaktyki trwają tylko kilka milisekund – ms, ale są w stanie wydzielić więcej energii niż 500 mln naszych Słońc. W przypadku FRB 180916 opuściły one macierzystą galaktykę, kiedy Ziemia była jeszcze w Ordowiku…

Pierwsze FRB były wykryte już 80 lat temu. Już kilka oddzielnych szybkich wyładowań radiowych z ostatnich lat zostało pośrednio przypisanych do ich źródeł w innych galaktykach, chociaż nie jest jeszcze jasne, co dokładnie je spowodowało.

Jest on najbliżej Ziemi i jest to drugi jak dotąd zlokalizowany szybki sygnał radiowy z Kosmosu. Jednak nowo odkryta powracająca FRB ma inne źródło niż pierwsza z innej galaktyki, która została ustalona w ubiegłym roku, co pogłębia tajemnicę powstawania tych błysków radiofal.

Pół miliarda ly od nas

Źródło szybkich powtarzających się fal radiowych oznaczonych jako 180916.J0158+65 był obserwowany przez osiem teleskopów, które zlokalizowały je w galaktyce spiralnej, znajdującej się w odległości ok. 500 (dokładniej 486±2,9) Mly od Ziemi.  I chociaż jest to bardzo daleko, to i tak jest 7-krotnie bliżej, niż inne powtarzalne sygnały radiowe i ponad dziesięć razy bliżej do nie powtarzających się FRB, które zostały dotychczas nagrane.

Galaktyki spiralne mogą osiągać rozmiary 30-200 kly. Maja one kuliste jądra, z których wychodzą ramiona. Centra zawierają gwiazdy starsze, najczęściej czerwone olbrzymy jak w galaktykach eliptycznych. Spiralne ramiona zawierają gwiazdy młode, powstające, międzygwiezdny pył, gaz, gromady gwiazd czy mgławice. Nasza Droga Mleczna należy do galaktyk spiralnych z poprzeczką.

- Chodzi tutaj o najbliższy Ziemi, a dopiero drugi zlokalizowany obiekt FRB – potwierdził na stronie internetowej Obserwatorium Gemini astronom Benito Marcote z niderlandzkiego projektu VLBI ERIC dla instytutu badawczego, który ten projekt koordynuje. – Jest jednym ze znanych pięciu źródeł, bowiem zaliczamy do nich także pojedyncze rozbłyski o znanej lokalizacji. O takich FRB mówi się, że są zlokalizowane. Fakt, że po raz drugi zlokalizowaliśmy powtarzające się FRB, jest wyzwaniem, aby zidentyfikować konkretne źródło tych wybuchów - wyjaśnił Marcote. - Pierwszym zlokalizowanym powtarzalnym wyładowaniem była FRB 121102, galaktyka karłowata oddalona o trzy miliardy lat świetlnych, w rejonie formowania się dużych gwiazd. Witryna została potwierdzona w zeszłym roku, sam sygnał został zidentyfikowany zgodnie ze stroną internetową Science Alert w 2012 roku.

- Aktualna pozycja obiektu 180916.J0158+65 różni się nie tylko od poprzedniego powtarzalnego sygnału, ale także wszystkich wcześniej badanych FRB. Możliwe jest, że fale radiowe powstają w wielu miejscach Wszechświata i wymagają tylko określonych warunków widoczności - powiedział współautor badań Kenzie Nimmo z Uniwersytetu w Amsterdamie.

- Początkowo spekulowaliśmy nawet, że może to być obiekt na obrzeżach naszej galaktyki - dodał inny współpracownik, Mohit Bhardwaj z McGill University w Montrealu, Kanada, według CNN.

Dalsze obserwacje jej wykazały, że to się dzieje w stosunkowo nieodległej galaktyce, co jednak sygnałów nie wyjaśnia, jednak z kosmicznego punktu widzenia jest na tyle blisko, że można je badać przy pomocy naszych radioteleskopów.

Analiza kanadyjskiego odkrycia

Sygnał 180916.J0158+65 został najpierw wykryty w 2018 roku przez kanadyjski teleskop CHIME z obserwatorium w Kolumbii Brytyjskiej. Nowe odkrycie zainspirowało europejską sieć VLBI do dokładnego określenia lokalizacji obiektu go wysyłającego. Określenie odległości i przestrzennej lokalizacji tego radioźródła było możliwe przy pomocy obserwacji przyrządowych z Gemini North. Tak to Kanadyjczycy wychwycili tajemnice sygnały z Kosmosu.

- Kamery i spektrografy teleskopu Gemini wykorzystywaliśmy od lipca do października do zobrazowania spiralnych struktur tej galaktyki. Badania wykazały, że sygnały pochodzą z jej spiralnego ramienia, a także w sektorze, w którym szybko wytworzą się gwiazdy (tzw. gwiezdny żłobek) – wyjaśnił Shriharsh Tendulkar z Uniwersytetu McGilla.

Dwa typy radiosygnałów?

Przyszłe lepsze zrozumienie FRB, na którym koncentrują się astronomowie, może pomóc dowiedzieć się więcej o Wszechświecie jako takim. Im więcej błysków można zaobserwować, tym lepiej jesteśmy w stanie wykorzystać je do mapowania, w jaki sposób materia „rozprowadza” się w Kosmosie.

Jednak proces generowania sygnału jest nadal owiany tajemnicą. Wybuchy w przestrzeni radiowej mogą nie być związane z określonym rodzajem galaktyki lub środowiska. Ponadto mogą istnieć dwa różne typy - istnieje znacząca różnica między pochodzeniem pojedynczego i szybkiego powtarzającego się sygnału oraz że mogą one nie mieć ze sobą nic wspólnego.

Trzy jednorazowe zlokalizowane sygnały zostały wykryte w masywnych galaktykach. I nie wydają się być związane z obszarami gwiazdotwórczymi.

Astronomowie ponownie wychwycili tajemnicze fale radiowe - powtarzają się regularnie

Astronomom znów udało się wykryć tajemnicze radiosygnały pochodzące z głębin Wszechświata, które mają dziwną, prawidłową charakterystykę. Konkretnie, badacze poszukujący tzw. FRB stwierdzili, że jeden z nich oznaczony jako FRB 121102, cyklicznie rozbłyska radiowo – donosi „The Independent”. […] Już kilka oddzielnych szybkich wyładowań radiowych z ostatnich lat zostało pośrednio przypisanych do ich źródeł w innych galaktykach, chociaż nie jest jeszcze jasne, co dokładnie je spowodowało.

Cykl 157-dniowy

Same sygnały z obiektu oznaczonego jako FRB 121102 dolatują do nas z konstelacji Woźnicy – REC = 05^h32^m09,60^s DEC = +33°05’13,4”, i to wg portalu Phys.org z miejsca oddalonego o 3 Gly w innej galaktyce.  Wybuchy aktywności radiowej nadchodzą w ok. 90-dniowym oknie, po którym następuje okres ciszy na okres 67 dni. To się potem powtarza i zanika tworząc wedle ekspertów 157 dniowy cykl. Naukowcy obserwowali to przez kilka lat, by się upewnić.

Tak długi cykl może sugerować, że te wybuchy są związane z wirowym, orbitalnym ruchem jakiejś masywnej gwiazdy – neutronowej czy czarnej dziury.

- To jest radosne wydarzenie, bowiem chodzi tutaj o drugi system, o którym wiemy, że ma taką modulację w aktywności emisji – cieszy się prowadzący nowe studium Kaustubh Rajwande z brytyjskiego Manchester University. - Wykrywanie okresowości stanowi ważny przewodnik w poszukiwaniu źródła wybuchów. Cykle aktywności mogą kłócić się z poruszającą się gwiazdą neutronową – dodał on, według „The Independent”.

Naukowcy mają nadzieję wykorzystać tę formułę, aby lepiej zrozumieć te sygnały w przyszłości. Nie byliśmy jeszcze w stanie odkryć, jak mogą powstawać wybuchy, więc nie znamy dokładnego źródła. Jedyną pewnością jest to, że bardzo krótkie, ale bardzo silne fale muszą pochodzić z nieznanej, raczej skrajnej części przeszłości Kosmosu. (Proszę nie zapominać, że widzimy te obiekty takimi, jakimi były w momencie kiedy opuszczało je światło, które widzimy teraz – przyp. tłum.)

FRB było wcześniej uważane za wydarzenie jednorazowe

Zjawiska FRB zostały odkryte po raz pierwszy w 2007 roku i początkowo były uważane za wydarzenia jednorazowe. Jednak w 2016 r. astronomowie stwierdzili, że właśnie te FRB 121102 zostały w rzeczywistości powtórzone. Wiadomości pisały także o tych błyskach w przeszłości - spekulowano nawet, czy to niespodziewanie powtarzające się promieniowanie kosmiczne ma sztuczne pochodzenie.

W najnowszych badaniach, których wyniki zostały już opublikowane, badacze zbadali źródło FRB za pomocą teleskopów w obserwatorium brytyjskiego obserwatorium w Jodrell Bank, zwłaszcza za pomocą radioteleskopu Lovell, co pozwoliło na ciągłe długoterminowe monitorowanie, które właśnie ujawniło ten regularny długi okres powtarzania.

FRB 121102 jest drugim znanym źródłem FRB, które jest w ten sposób powtarzane. Pierwszy z nich, oznaczony jako nieco skomplikowany jako FRB 180916.J0158 + 65, robił to, zgodnie z portalem Space.com, w krótszym, 16-dniowym cyklu. Ponadto, było to „tylko” 0,5 Gly stąd, podczas gdy inne zarejestrowane FRB - w tym ta w niniejszym artykule - pochodziły ze znacznie większej odległości.

Co na to „Urania”?

Naukowcy długo zastanawiali się, skąd wzięły się te dziwaczne, powtarzające się impulsy energii. Niektórzy zadawali sobie nawet pytanie, czy to nie próby kontaktu - dowód na istnienie obcego życia we Wszechświecie.

Nowe badania dowodzą jednak, że tajemniczy sygnał odebrany niedawno na falach radiowych pochodzi w rzeczywistości z młodego obszaru formowania się gwiazd. Leży on daleko - w odległości aż 2,4 Gly od nas. Te szybkie rozbłyski radiowe, z których każdy trwał zaledwie kilka milisekund, zdają się być powiązane z dużymi gwiazdami neutronowymi o średnicy rzędu zaledwie 20 kilometrów, leżących w granicach konstelacji Woźnicy.

To prawdopodobnie młode gwiazdy odległe o 6200 lat świetlnych od centrum niewielkiej galaktyki FRB 121102. Badacze z Dwingeloo w Holandii zaobserwowali ją ostatnio dokładniej przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Hubble’a. Teleskop ten daje nam bardzo wyraźny obraz - pokazał między innymi, w galaktyce tej znajduje się jasny obszar formowania się gwiazd, a punkt, z którego dochodziły do nas błyski radiowe, zdaje się być zlokalizowany w jego centrum. Astronomowie uważają, że ów żłobek gwiazdowy o średnicy 4400 ly leży na krawędzi galaktyki, która sama ma średnicę około 20.000 ly.

Błyski radiowe (FRB) mogą być więc wywoływane przez aktywność gęstego jądra młodej gwiazdy (gwiazd?) neutronowej - zwartego i ciężkiego obiektu, który powstaje po wybuchu gwiazdy będącej u schyłku ewolucji. Astronom Paul Scholz twierdzi, że ostatnimi czasy wykryto sześć dodatkowych rozbłysków radiowych dochodzących do nas z tego źródła: pięć przy pomocy radioteleskopu w Green Bank Telescope na częstotliwości 2 GHz oraz jeden za pomocą anteny z Arecibo, na 1.4 GHz. Łącznie jednak zarejestrowano aż 17 błysków pochodzących z tego obszaru nieba.

Niektórzy wciąż jednak wierzą, że te tajemnicze powtórzenia mogą być czymś innym - na przykład łącznością radiową Kosmitów lub też lub czymś znacznie wykraczającym poza naszą współczesną wiedzę.

Źródła:

·        https://www.novinky.cz/veda-skoly/clanek/astronomove-opet-zachytili-zahadne-radiove-vlny-pravidelne-se-opakuji-40327171?fbclid=IwAR3s3MIuVKsCv6gSjTpxxWWcX6nkgZst8TGVKBlHwd2NHqikLqU0C1TyMLM#utm_source=facebook&utm_medium=sharebt&utm_campaign=web

·        https://www.novinky.cz/veda-skoly/clanek/z-hlubin-vesmiru-priletel-zahadny-opakujici-se-signal-astronomove-urcili-jeho-puvod-40309176

·        Wikipedia

·        Urania - https://www.urania.edu.pl/wiadomosci/sygnaly-obcych-pochodza-gwiazdowego-zlobka-odleglego-24-miliarda-lat-swietlnych-4329.html

Opracował - ©R.K.F. Leśniakiewicz