سیگنال مرموز فضایی از راه شیری به گوش می‌رسد!

این سیگنال برای منجمان یک کشف بزرگ بود که نشان‌دهنده اولین مورد از یک انفجار سریع رادیویی (FRB) بود که تاکنون در فاصله بسیار نزدیک به زمین شناسایی شده است.

این رویداد که فقط 30،000 سال نوری از سیاره ما فاصله دارد، کاملا در کهکشان راه شیری واقع شده بود و از دست دادن آن تقریبا غیر ممکن بود. سازمان آزمایش نقشه‌برداری شدت هیدروژن کانادا (CHIME) و سازمان نظرسنجی انتشار رادیو نجوم گذرا (STARE2) مطمئنا در ثبت آن مشکلی نداشتند. کیوشی ماسویی، استادیار فیزیک در انستیتوی فناوری ماساچوست گفت: «CHIME حتی به مسیر درست نگاه نمی‌کرد اما ما  آن را با صدای بلند و واضح شنیدیم.»

تا آن زمان تمام FRB ها در خارج از کهکشان ما مشاهده شده بودند. پراگیا چاولا، نامزد دکترای فیزیک از دانشگاه مک گیل کانادا گفت:  «آنها میلیاردها سال نوری با ما فاصله داشتند و مطالعه آنها بسیار دشوار بود.» کشف آوریل 2020 همچنین به عنوان پر انرژی‌ترین انفجار رادیویی که منجمان تاکنون در کهکشان راه شیری ثبت کرده‌اند قابل توجه بود، اما آنچه آن را بسیار هیجان‌انگیز کرد این است که دانشمندان اکنون به تعیین منشا FRB نزدیک‌تر هستند!

یکی از مهمترین مشکلات تشخیص سیگنال مرموز فضایی FRB، گذشته از اینکه اکثر آنها خیلی دور بوده‌اند، زودگذر بودن آنهاست. آنها با وجود قدرت 100 میلیون برابر خورشید، در یک چشم به هم زدن از بین می‌روند اما می‌توانند در چند هزارم ثانیه به اندازه خورشید در 100 سال نوری انرژی آزاد کنند. در حالت ایده آل، ستاره شناسان یک شی را کشف می‌کردند و یک یا چند تلسکوپ مختلف را روی آن متمرکز می‌کردند، اما طبیعت زودگذر این انفجارها چنین فرصتی را از بین می‌برد.

با وجود این چالش‌ها، ستاره‌شناسان موفق به ساختن بانکی از داده‌ها در مورد FRB ها شده‌اند که بیشتر آنها براساس ده‌ها واقعه ثبت شده از آن سوی کهکشان ما ساخته شده است. چاولا افزود: «جستجوی همه آسمان برای آنها همچنین حاکی از آن است که هزاران مورد از این انفجارها هر روز در آسمان رخ می‌دهد.»

ما همچنین می‌دانیم که بیشتر آنها میلیاردها سال نوری با ما فاصله دارند. ده‌ها مدل برای توضیح دلیل FRB ها، با منشاهای مختلف از ستاره‌های نوترونی گرفته تا کوتوله‌های سفید و رشته‌های کیهانی ارائه شده است، اما آیا واقعا نظریه‌ای پیروز شده است؟

ماسوی گفت: «ما می‌دانیم که آنها از منابع بسیار کمی تهیه می‌شوند. اندازه آنها بیش از چند صد کیلومتر نیست و به احتمال زیاد منبع آنها ستاره‌های نوترونی هستند زیرا آنها بسیار کوچک و پرانرژی هستند.»

سیگنال مرموز فضایی FRB که در کهکشان راه شیری کشف شده است اکنون به منجمان کمک می‌کند تا چنین نظریه‌هایی را اثبات کنند و این به یک موفقیت بزرگ برای دانشمندانی تبدیل شده است که می‌خواهند آنها را کشف کنند.

اما این نتیجه‌گیری چگونه انجام شده است؟ برای مفهوم بیشتر، ما باید کارهایی را که در زمینه مطالعه FRB ها در رابطه با مغناطیس انجام شده است، انجام دهیم. ظاهرا تابش الکترومغناطیسی با انرژی بالا، اشعه گاما و اشعه X منتشر می‌کند. هر دوی این‌ها در شراره‌های کوتاه مدت فوران می‌کنند و گمانه زنی‌ها احتمال منبع FRB را مشخص می‌کند.

هنگامی که جدیدترین FRB در کهکشان ما کشف شد، مشخص شد که منشا آن از صورت فلکی Vulpecula بوده است، که در همان مکان مغناطیسی،  کهکشان SGR 1935 + 2154 واقع شده است. این پدیده همچنین با انبوهی از اشعه ایکس همراه بود که منجمان را بیشتر هیجان‌زده کرد.

برای یک بررسی دیگر، توجه‌ها به تلسکوپ رادیویی کروی دیافراگم پانصد متری (FAST) واقع در جنوب غربی چین معطوف شد. این تلسکوپ دیش با قطر ثابت، یک انفجار سریع رادیویی را در جهت FRB 200428 تشخیص داده و سر خود را به سمت جایی در حدود SGR 1935 + 2154 تغییر داده است که ارتباط بین منبع اشعه X و انفجارهای سریع رادیویی را بیشتر تقویت می‌کند. مورد دوم با سایر FRBهای خارج از راه شیری قابل مقایسه بود و به مجموعه شواهد افزود.

آنچه روشن شد این است که FRB 200428 اولین انفجار سریع رادیویی است که باعث انتشار امواجی غیر از امواج رادیویی شد و دانشمندان از کشف FRB بسیار نزدیک به زمین سود زیادی بردند. تشخیص انفجار اشعه ایکس همزمان با انفجار رادیو یک ستاره مغناطیسی را به عنوان منشا تایید کرد و این شواهدی است که ستاره‌شناسان به دنبال آن بودند.

بیشتر رادیو تلسکوپ‌ها قادر به تعیین محل قرارگیری سیگنال مرموز فضایی FRB به اندازه کافی نیستند تا بتوانند آن را با یک جسم شناخته شده مرتبط کنند. کسانی که قادر به تشخیص محل FRB ها هستند با دقت بسیار زیاد معمولا به لکه‌های کوچک آسمان نگاه می‌کنند و فقط می‌توانند تکه‌ای را که در حدود اندازه ماه کامل است، بررسی کنند. آنها قادر نیستند چندین مگنتار شناخته شده را همزمان کنترل کنند.

این یک تحول بود و دانشمندان به سرعت با استفاده از یک ابر رایانه 13 ترابایتی داده‌های خام را در عرض چند ثانیه، از یک نقشه رادیویی آسمان، به FRB تبدیل کردند. ماسوی افزود:  «توانایی ما در شناسایی FRB های دور افتاده طی چند سال گذشته به طرز چشمگیری بهبود یافته است.»

اما پرونده مربوط به این راز به طور کامل بسته نشده است.