Od ponad piętnastu lat zjawisko szybkich błysków radiowych zadziwia astrofizyków. Trwające milisekundy wybuchy promieniowania rejestrowane na falach radiowych są niezwykle silne – energia wyzwalana w tak krótkim czasie może być nawet większa niż to, co Słońce produkuje w ciągu tygodni.
Fenomen szybkich błysków radiowych jest jedną z największych tajemnic współczesnej astrofizyki. Tajemniczo brzmiące szybkie błyski radiowe (z ang. FRB, czyli Fast Radio Bursts), znane także jako sygnał Lorimera, to zjawisko, które zostało odkryte stosunkowo niedawno, a na dodatek… przez przypadek. W 2007 r. Duncan Lorimer wraz ze swoim zespołem przesłuchiwał archiwalne nagrania i trafił na pierwszy FRB. Stwierdzono, że impuls pochodził spoza naszej galaktyki. Było to zupełnie nowe i nieznane zjawisko. Od tego czasu fenomenem współczesnej astrofizyki pozostają szybkie błyski radiowe. Do tej pory sądzono, że ich źródłem są magnetary. Najnowsze odkrycie, w którym duży udział miał dr Marcin Gawroński z Instytutu Astronomii UMK, może zrewidować ten pogląd.
Szybkie błyski radiowe to zjawisko niezwykle silnej energii, a konkretnie wybuchy promieniowania, obserwowane z pomocą fal radiowych. Charakterystyczna dla nich jest właśnie prędkość, ponieważ odkryte sygnały trwają zaledwie milisekundy i bardzo trudno je uchwycić. Aby uzmysłowić sobie, z jak wielką siłą mamy do czynienia, wystarczy wyobrazić sobie ilość energii produkowanej miesięcznie przez Słońce. Taką właśnie moc posiada zaledwie 5 milisekund szybkiego błysku radiowego.
Badacze nie są też stuprocentowo pewni, co jest przyczyną rozbłysków. Astrofizycy mają wiele hipotez, które mogą tłumaczyć ich powstawanie, łącznie z istnieniem cywilizacji pozaziemskich. Do tej pory jednak uznawano, że źródłem FRB są magnetary. Naukowcy sądzą, że błyski mogą powstawać na skutek gwałtownych procesów zachodzących właśnie na powierzchni magnetaru. Mimo że astronomowie zgadzają się co do tego, że szybkie błyski radiowe są wynikiem gwałtownych procesów zachodzących w najbliższym otoczeniu wysoce namagnetyzowanych gwiazd neutronowych, to nadal nie jest jasne, dlaczego większość z nich pojawia się jako pojedyncze sygnały, podczas gdy inne źródła da się zaobserwować na falach radiowych wielokrotnie. W niektórych zaś przypadkach dodatkowo wybuchy charakteryzują się okresową aktywnością, tj. występują w powtarzających się regularnie odcinkach czasu.
Magnetary to jak na razie główna hipoteza na temat tego, jak powstają tajemnicze rozbłyski. Inne teorie mówią m.in. o pochodzeniu błysków z czarnych dziur albo przyjmują, że może to być telesygnatura obcych cywilizacji. Jak się okazuje, żadna z tych teorii nie została jeszcze obalona, zatem może być prawdopodobna. Aby poznać prawdziwe źródło tego zjawiska, pozostaje mozolna obserwacja nieba i poszukiwanie kolejnych szybkich błysków radiowych.
Szybkie błyski radiowe, mogą być przydatne do mierzenia „brakującej” materii pomiędzy galaktykami. Aktualne sposoby szacowania masy Wszechświata dają sprzeczne wyniki i stanowią wyzwanie dla modelu standardowego w kosmologii. Prof. Ryan Shannon ze Swinburne University of Technology w Australii, który współkierował badaniami, wskazuje, że gdy zsumujemy ilość zwykłej materii we Wszechświecie, to okazuje się, że brakuje połowy tego, co powinno obecnie istnieć.
Brakująca materia może skrywać się w przestrzeni pomiędzy galaktykami, ale może być na tyle gorąca i rzadka, że trudno ją dostrzec zwykłymi metodami. Z pomocą mogą przyjść szybkie błyski radiowe, które są „czułe” na taką zjonizowaną materię. Jeśli FRB są powszechnymi zjawiskami, można je będzie wykorzystać do oszacowania ilości materii znajdującej się pomiędzy galaktykami, szczególnie gdy pracę zaczną kolejne generacje teleskopów.
Szybkie błyski radiowe stały się obiektem obserwacji astronomów z całego świata. Ze względu na pozagalaktyczne pochodzenie, do odkrycia kolejnych rozbłysków potrzebne są ogromne teleskopy, a największa trudność w ich poszukiwaniu polega na tym, że nigdy nie wiadomo, z którego miejsca w Kosmosie nadejdzie kolejny sygnał. Naukowcy porównują obserwację nieba do łowienia ryb: zarzucają wędkę w postaci teleskopu i cierpliwie czekają.
Badania nad źródłem szybkich błysków radiowych były kontynuowane w grupie skupionej wokół PRECISE i jak się okazało w 2022 r. udział naukowców z Polski (a dokładnie zespołu dra Marcina Gawrońskiego z Uniwersytetu im. Mikołaja Kopernika w Toruniu), okazał się owocny. Astronomom udało się zaobserwować nowe, powtarzalne sygnały i to z bardzo bliskiej galaktyki Messier 81 (M81). Po analizie okazało się, że błyski pochodzą z gromady kulistej, a zatem ze skupiska bardzo starych gwiazd, wśród których wedle obecnej wiedzy, nie występują magnetary, z których miały prawdopodobnie pochodzić sygnały.
Naukowcy nadal szukają odpowiedzi. Być może magnetary tworzą się jeszcze w inny, nieznany nam sposób, a może odpowiedź leży zupełnie gdzieś indziej. Tak czy inaczej, w galaktyce M81 nie może istnieć stabilny układ planetarny, co raczej wyklucza wysłanie stąd sygnału od innej cywilizacji. Ale kto wie, czy kolejne obserwacje nieba, nie przyniosą czegoś, co się jeszcze astronomom nie śniło.
Odkrycia astronomów są równie ciekawe, co tajemnicze. Na razie pewne jest jedno - rozbłyski są efektem jakiegoś nierozpoznanego jeszcze zjawiska. Praca astrofizyków może przyczynić się do jego opisania i zbadania.
za: portal.umk.pl; naukawpolsce.pl; bryk.pl
fot.: shutterstock/solarseven
