VILNIUS, liepos 12 — Sputnik. Mokslininkams pirmą kartą pavyko išsiaiškinti, iš kur atsirado greitas radiacinis sprogimas — tai vienintelis didžiulis ryškus impulsas, trunkantis milisekundę. Greitieji radijo bangų pliūpsnius mokslininkai studijavo daugiau nei dešimt metų. Iš viso jų žinoma apie trisdešimt. Kokie kosmoso objektai šią spinduliuotę generuoja, vis dar nėra aišku. Apie vieną iš karščiausių astrofizikos problemų rašo RIA Novosti autorė Tatjana Pičugina.
Studentų atradimas
2007 metais Virdžinijos universiteto (JAV) studentas Deividas Narkevičius per pastaruosius metus išnagrinėjo Parkso observatorijos radioteleskopo duomenis. Magelano debesyse jis ieškojo ypatingos rūšies neutroninių žvaigždžių, kurios labai greitai sukasi ir išmeta galingas elektromagnetinės spinduliuotės sroves. Stebėtojui atrodo, kad jos užsidega ir gęsta kaip švyturiai, todėl yra vadinamos pulsarais.
Remiantis turimais duomenimis, įvyko neįprastai galingas ir trumpas impulsas, trunkantis tik penkias milisekundes. Be to, skirtumas tarp žemo ir aukšto dažnio signalų buvo labai didelis, būdingas tolimiausiems ekstragalaktiniams objektams. Radijo bangos erdvėje patenka į laisvuosius elektronus, jie išsisklaido erdvėje kaip prizmė, todėl aukšto dažnio bangos pasiekia Žemę greičiau. Kuo ilgiau radijo banga keliauja iki Žemės, tuo labiau pastebimas skirtumas tarp žemo ir aukšto dažnio signalų. Mokslininkai tai vadina dispersija.
Radijo signalo pasikartojimo ir jo šaltinio nustatyti neišėjo. Bet pavyko išsiaiškinti, kad impulsas kilo teritorijoje, esančioje šalia Magelano debesų. Antrasis toks signalas, tik daug silpnesnis, buvo aptiktas tik po penkerių metų, taip pat iš Parkso observatorijos archyvinių duomenų.
Giliau tyrinėti šį keistą signalą neleido gan juokingas dalykas. Parkso duomenyse buvo peritonų — kito tipo labai trumpų radijo impulsų. Mokslininkams iškart kilo mintis, kad jie yra sausumos kilmės, galbūt technogeniniai. Taip ir buvo. Peritonus skleidė observatorijoje įrengtos mikrobangų krosnelės.
Nors greitieji radijo bangų pliūpsniai, nustatyti 2007 ir 2012 metais, skyrėsi nuo peritonų, mokslininkai neskubėjo jiems priskirti kosminės prigimties. Tik tada, kai kiti teleskopai užfiksavo tokius signalus, tapo aišku: mokslas yra ant labai neįprasto atradimo slenksčio.
Iš kur kilo impulsai
Dabar yra užregistruota apie trys dešimtys greitųjų radijo bangų pliūpsnių (angl. "fast radio bursts" (FRB)). Apskaičiuota, kad per dieną kosmose panašių pliūpsnių įvyksta keli tūkstančiai. Iki šiol neįmanoma nustatyti jų nei su vienu iš žinomų astrofizinių objektų, tokių kaip pulsaras, juodoji skylė ar aktyvioji galaktikos šerdis.
Dauguma FBR yra vienkartiniai. Pirmasis pasikartojantis greitasis radijo bangų pliūpsnis buvo aptiktas 2012-2015 metais — FRB 121102. Impulsai tokie patys, bet nereguliarūs, priešingai nei pulsarai. Dėl pasikartojimo, mokslininkai sugebėjo rasti signalo šaltinį. Tam jie panaudojo radioteleskopą VLA ir kitus teleskopus, nukreipė juos į dangaus dalį, iš kurios kilo impulsas, ir rado nykštukinę galaktiką, kuri yra už 3 milijardų šviesmečių.
Neseniai tarptautinė mokslininkų komanda atskleidė informaciją apie vieno impulso šaltinį FBR 180924. Jis kilo iš DES J214425.25-405400.81 galaktikos, esančios už keturių milijardų šviesmečių Gervės žvaigždyne. Ši galaktika yra tūkstantį kartų didesni nei ta, iš kurio ateina pasikartojantis FBR. Tai rodo, kad greituosius radijo bangų pliūpsnius gali generuoti skirtingo pobūdžio objektai.
Neutroninės žvaigždės pirmauja
Ekspertai pateikė daugybę hipotezių apie greitųjų radijo bangų pliūpsnių pobūdį: kosminės stygos, juodosios skylės garavimas, įkrautos juodosios skylės žlugimas, baltosios skylės gimimas, supernovos ir, žinoma, tolimų pasaulių gyventojų veikla.
Palaipsniui visos šios prielaidos buvo atmestos, kitos pripažintos mažai tikėtinomis. Liko tik dvi hipotezės, susijusios su neutroninėmis žvaigždėmis. Šie palyginti nedideli, greitai besisukantys objektai gali generuoti labai galingus radijo impulsus.
Pagal pirmąjį modelį, FBR išskiria apie 100 metų jaunos neutroninės žvaigždės. Jos sukasi didžiuliu greičiu: vienas apsisukimas per milisekundę. Sukimosi energija virsta radijo impulsu. Iš esmės tai yra radijo pulsarai, manoma, kad dauguma FBR turėtų būti pasikartojantys.
Pagal antrąją versiją, šaltinis — magnetarai, stiprų magnetinį lauką turinčios neutroninės žvaigždės. Šio lauko sutrikimas išskiria galingą greitą radijo impulsą, kuris, turbūt, gali pasikartoti po šimto metų.
Kol kas aptikta per mažai FBR, kad pavyktų išspręsti jų mįslę. Gali būti, kad mokslininkai turės laukti, kol bus pastatytas milžiniškas radiointerferometras SKA Australijoje ir Pietų Afrikoje, kuris galės aptikti dešimtis tokių pliūpsnių per parą.