Przejdź do treści

Czy szybkie błyski radiowe powstają w ekstremalnych środowiskach?

Pod koniec 2016 roku Andrew Seymour z Obserwatorium Arecibo w Puerto Rico przypadkiem zarejestrował wyjątkowe silne radioźródło na niebie. Znajdowało się ono w odległości 3 miliardów lat świetlnych od Ziemi i najwyraźniej postanowiło właśnie wtedy ujawnić swą obecność. Tak zaczęła się historia związana z jednym z najbardziej tajemniczych obiektów w Kosmosie.

Obiekt ten okazał się jedynym znanym do dziś przypadkiem szybkiego błysku radiowego (FRB), którego błyski emisji radiowej powtarzają się. Te błyski to ultrajsne, wyjątkowo silne porcje promieniowania elektromagnetycznego, migoczące w dosyć nieregularnych odstępach czasu.

Astronomowie długo debatowali nad tym, co może być przyczyną tajemniczego pojaśnienia na falach radiowych obiektu, któremu wkrótce nadano oficjalną nazwę FRB 121102. W pierwszym tygodniu po jego "świątecznym" odkryciu antena z Arecibo zarejestrowała jeszcze 15 rozbłysków dobiegających z tego samego miejsca na niebie. Były to jednocześnie błyski rejestrowane na jak najwyższych dotąd częstotliwościach radiowych. Ich detekcja prawdopodobnie była możliwa tylko dzięki temu, że Seymour i jego koledzy zainstalowali właśnie nowy odbiornik.

Naukowcy doszli niedawno do wniosku, że jakikolwiek obiekt generuje te wysokoenergetyczne rozbłyski, musi on znajdować się w ekstremalnym środowisku - czymś na kształt otoczenia wielkiej czarnej dziury o masie rzędu ponad 10 000 Słońca. Pozwala to uwiarygodnić teorię, zgodnie z którą przynajmniej niektóre FRB są rezultatem istnienia magnetarów — obdarzonych silnymi polami magnetycznymi, szybko rotujących gwiazd neutronowych, stanowiących wyjątkowo gęste pozostałości masywnych gwiazd, które stały się supernowymi.

Może zatem chodzić o gwiazdę neutronową, która egzystuje w bezpośredniej bliskości czarnej dziury. Może to też być jednak coś, czego nie widzieliśmy nigdy wcześniej - inny rodzaj magnetara ukryty w bardzo intensywnej, magnetycznie gęstej mgławicy, niepodobnej do żadnej innej zarejestrowanej w Naszej Galaktyce.

Naukowcy nie od razu wpadli na pomysł, że środowisko progenitorów szybkich błysków radiowych musi być aż tak wyjątkowe. Zajęto im to około miesiąca. Hipoteza ta została sprawdzona w zasadzie na drodze chwilowego olśnienia - parametry komputerowego modelu opisującego tworzenie sie tego zjawiska z czystej ciekawości "podkręcono" do całkiem absurdalnych z ówczesnego punktu widzenia, dużych wartości, Okazało się jednak, że właśnie o to chodziło - program od razu wykazał, że zaobserwowane na Ziemi fale radiowe musiały przejść po prostu przez obszar pola magnetycznego o ogromnej mocy. Naukowców zaskoczyła przede wszystkim ogromna wartości tak zwanej rotacji Faradaya. Takiej wartości nigdy dotąd nie zaobserwowano w przypadku pulsarów czy magnetarów.

Ostateczne potwierdzenie tego dziwnego odkrycia nadeszło z dość nieoczekiwanej strony - od naukowców poszukających obcych cywilizacji. Zespół pracujący przy projekcie Breakthrough Listen zdecydował się na skierowanie wykorzystywanych aktualnie radioteleskopów na właśnie ten obszar nieba, z którego pochodziły tajemnicze błyski FRB. Dane obserwacyjne i tu zgadzały się z poprzednimi podejrzeniami astronomów. Radioteleskop w Green Bank nie tylko potwierdził wcześniejsze odkrycia z Arecibo, ale i zaobserwował kilka nowych rozbłysków w tym samym punkcie nieba, na jeszcze wyższej częstotliwości.

Tak silna rotacja Faradaya może oznaczać, że powtarzające się błyski radiowe pochodz ąz absolutnie wyjątkowego i egzotycznego miejsca we Wszechświecie. Wytworzenie i urzymanie tak wielkich pól magnetycznych wymaga ogromnych ilości energii. Może ona pochodzić z mgławicy otaczającej samą gwiazdę neutronową lub z otoczenia masywnej czarnej dziury. Jeśli jest to faktycznie mgławica, rozbłyski nowo narodzonej gwiazdy neutronowej mogły same z siebie doprowadzić do jej powstania. Samo pole magnetyczne silnie odkształca wtedy fale radiowe produkowane przez tę gwiazdę. Z kolei w modelu czarnej dziury to on sama zniekształca promieniowanie radiowe gwiazdy neutronowej. Nie wiemy jeszcze jednak, która z tych możliwości faktycznie odpowiada za rozbłyski FRB 121102.


Czytaj więcej:

 

Źródło: Andrew Seymour (NAIC, Arecibo)

Zdjęcie: FRB 121102. Źródło: NASA