Mokslininkai daugiau nei dešimtmetį bandė įminti teleskopais fiksuojamų signalų – greitųjų radioblyksnių paslaptį. Bandydami paaiškinti jų kilmę, mokslininkai kėlė įvairias versijas – nuo neutoninių žvaigždžių iki nežemiškų civilizacijų. Atrodė, šaltinio paieškos užtruks dar ne vienus metus, tačiau Brian D. Metzger pasiūlė įtikimą hipotezę.
Astronomai daugiau nei dešimtmetį bandė įminti teleskopais fiksuojamų signalų – greitųjų radioblyksnių (Fast Radio Bursts – FRB) paslaptį. Bandydami paaiškinti jų kilmę, mokslininkai kėlė įvairias versijas – nuo neutoninių žvaigždžių iki nežemiškų civilizacijų. Atrodė, FRB šaltinio paieškos užtruks (kaip ir daugelio kitų kosmoso paslapčių aiškinimasis) dar ne vienus metus. Tačiau naujame Briano Metzgerio ir jo kolegų Kolumbijos universitete darbe pateikiamas įtikimas paaiškinimas. Drauge su daugybe kitų tyrėjų visame pasaulyje, Metzgeris FRB tyrimams skyrė kelis pastaruosius metus.
Magnetaras © wikipedia.org
Viskas prasidėjo, kai 2007 metais astronomas Duncanas Lorimeris su kolegomis pirmą kartą aptiko kelių milisekundžių trukmės, „iš niekur“ atsklindantį signalą. Iki pat 2013 metų toli gražu ne visi moklininkai netgi buvo užtikrinti, kad FRB išvis egzistuoja, kol Žemėje buvo užfiksuoti iš karto keturi signalai. Vėliau tyrėjai pasiūlė dešimtis modelių, kurie turėjo paaiškinti jų pasirodymą: buvo nagrinėjami įvairiausi variantai, nuo garuojančių juodųjų skylių iki vienišų dangaus kūnų susidūrimų su asteroidais. Metzgerio straipsnio publikavimo metu moksininkai svarstė jau 48 nesusijusias teorijas, aiškinančias FRB kilmę.
Metzgeriui atsakymo paieškos priminė stalo žaidimą. Pavyzdžiui, „Cluedo“ – joje keli žaidėjai imituoja žmogžudystės tyrimą. Kaip ir žaidime, kuriame reikia rasti nusikaltėlį ir išsiaiškinti, kokiu įrankiu jis nužudė žmogų, mokslininkams reikia sužinoti, koks energijos šaltinis kuria blyksnius ir kokiu intrumentu, „įrankiu“ tai atliekama.
Sausį išankstinių publikacijų serveryje arxiv.org paskelbtame, straipsnyje nustatyta ir nusikaltimo vieta ir įrankis. Paaiškėjo, kad greitieji radioblyksniai kyla dėl mikrosprogimų kosmoso dalyse, kurias užpildyto dalelių debesys ir magnetinis laukas. Mokslininkai mano, kad tai – magnetaras, jauna neutroninė žvaigždė, turinti galingą magnetinį lauką.
Metzgerio ir jo kolegų Beno Margalito ir Lorenzo Sironi siūloma teorija remiasi didžiausiu FRB tyrimų proveržiu. Dar 2016 metais Lauros Spitler iš Maxo Plancko radioastronomijos instituto Bonoje vadovaujama tyrėjų komanda nustatė pirmąjį pasikartojantį FRB. Lig tol jie būdavo vieną kartą užregistruojami ir visam išnykdavo kosmose. Dėl to mokslininkai niekaip negalėjo užfiskuoti jų šaltinio ir telikdavo apsiriboti kukliomis prielaidomis, kad radioblyksniai vargu ar kilo mūsų galaktikoje, o veikiausiai atskrieja iš toli. Tačiau signalui pasikartojus, buvo galima sulyginti dviejų epizodų duomenis ir nustatyti spėjamą šaltinį.
Radioastronomai atsekė radioblyksnį iki mažos nykštukinės galaktikos. Joje mokslininkai aptinka tankias plazmos sritis su stipriu magentiniu lauku. Be to, abiem atvejais radioblyksnį supo nuolatinis radiospinduliavimas. O pernai lapkritį astronomas Jasonas W.T. Hessels pastebėjo dar vieną keistenybę: kiekviename blyksnyje yra keli baigtiniai, mažėjančio dažnio mikrosignalai.
Būtent ši užuomina tapo lemiama Metzgerio komandai. O dar ji astronomams priminė praėjusio amžiaus šeštąjį dešimtmetį. Tuomet fizikai aktyviai bandė branduolinius ginklus ir tyrinėjo naujojo ginkluotės tipo sukeliamas smūgines bangas. Yra žinoma, kad sprogusio branduolinio ginklo smūginės bangos frontas sugeria daug dujų ir todėl plečiasi išorėn. Dėl to po sprogimo radiospinduliavimo dažnis sumažėja.
Vos tik Metzgeris ėmė lyginti smūginės bangos efektą su radioblyksniais, 2019 metų sausio pradžioje Kanados teleskopas CHIME užfiksavo dar vieną pasikartojantį FRB. Ir jame taip pat buvo mažėjančio dažnio mikrosignalai. Po to, kaip sako mokslininkas, jo komanda perėjo į non stop darbo režimą.
Šio neįtikėtino darbo rezultatas – modelis, kompleksiškai paaiškinantis radioblyksnių esmę. Įsivaizduokite, kad kažkur toli kosmose yra šiuolaikinio megapolio, tarkime, Niujorko ar Tokijo, dydžio magnetaras. Ši neutroninė žvaigždė atsirado po supernovos sprogimo. Jauname magnetare, kaip ir mūsų Saulėje, kartais įvyksta galingi magnetiniai blyksniai, kurie, savo ruožtu išsviedžia beveik šviesos greičiu judančius elektronus, pozitronus ir, gali būti, sunkesnius jonus.
Nuskriejusios tolėliau, šios dalelės nešvengiamai susiduria su ankstesnių magnetaro blyksnių išsviestomis, senesnėmis dalelėmis. Susidurdamos, šios dalelių grupės sukuria magnetinius laukus, kuriuose sukasi elektronai. Elektronų judėjimas ir sukelia radiobangų blyksnį. Signalas palaipsniui pereina nuo aukštų dažnių prie žemesnių, nes silpnėja po sprogimo atsiradusi smūginė banga. Po metų (ar netgi dešimtmečių) mokslininkai užfiksuoja greituosius radiobangų blyksnius radioteleskopais.
Kol kas visa tai tebelaikoma nauju modeliu paremta teorija. Norint patvirtinti savo išvadų teisingumą, mokslininkams reikia daugiau duomenų. Būtent todėl Metzgeris ir jo komanda sudarė būsimų FRB požymių sąrašą. Tam tikra prasme tai panašu į tai, kaip Mendelejevas, sudarydamas savo periodinę elementų sistemą, numatė tuomet dar neatrastų elementų egzistavimą. Visų pirma, būsimuose radioblyksniuose turi būti fiksuojamas spinduliavimo dažnio sumažėjimas. Antra, visi signalai privalo atsklisti iš galaktikų, kuriose vyksta nuolatinis naujų žvaigždžių, taip pat ir magnetarų, susidarymas.
Kad nustelbtų kitas hipotezes, Metzgero modelis turi sulaukti pakankamai patvirtinimų. Viena iš stipriausių – radioblyksniai randasi, neutroninėms žvaigždėms susiliejant tarpusavyje ar susiduriant su kitais masyviais objektais: juodosiomis skylėmis arba baltosiomis nykštukėmis. Pasak Cornellio universiteto astrofiziko Jameso Cordesso, Metzgerio modelis vienareikšmiškai yra tvirtas. „Manau, tiesos paieškų lenktynėse verta statyti už šį žirgą“, – sako mokslininkas. Laura Spitler, kurios komanda prieš tris metus pirmą kartą užfiksavo pasikartojantį FBR, pažymi, kad Metzgeris ir jo komanda „parengė pačius nuodugniausius skaičiavimus“. Be to, tyrėjai parengė detalias būsimų stebėjimų prognozes. Jei modelis pasitvirtins ir mokslo bendruomenė jį pripažins, žmonija praras dar vieną pretekstą dėl visų begaliniame kosmose vykstančių keistenybių kaltinti nežemiškas civilizacijas.
