Bliżej wyjaśnienia zagadki rozbłysków Lorimera

0

Od 2007 roku astronomowie badają niezwyle energetyczne i krótkie wydarzenia, noszące nazwę rozbłysków Lorimera. Ostatnie pomiary pozwoliły zbliżyć się do wyjaśnienia zagadki tych rozbłysków.

Astronomów od dekad fascynują energetyczne zjawiska, takie jak rozbłyski naszego Słońca* czy innych gwiazd, nowe, supernowe, emisje pulsarowe czy rozbłyski gamma. Do dziś każde z tych zjawisk kryje wiele tajemnic, które wciąż czekają na naukowe wyjaśnienia.

Do listy energetycznych zjawisk można dopisać także tzw. rozbłyski Lorimera, w których istnienie jeszcze kilka miesięcy temu powątpiewało wielu astronomów. Inna nazwa tych rozbłysków to „ fast radio burst” (FRB). Cała historia rozpoczyna się w 2007 roku, kiedy to za pomocą radioteleskopu Parkes Radio Telescope (PRT) zarejestrowano pierwszy bardzo energetyczny i krótki rozbłysk. Sygnał trwał zaledwie 5 milisekund, ale spektrum tego rozbłysku było „rozciągnięte” na szeroki zakres częstotliwości. Sugerowało to interakcję z kosmiczną materią na dystansie milionów lub nawet miliardów lat świetlnych podróży promieniowania od tego rozbłysku i jednocześnie bardzo energetyczną naturę zjawiska.

Drugi podobny rozbłysk wykryto w 2012 roku, z archiwalnych danych PRT. Od tego czasu PRT wykryło jeszcze kilka FRB, głównie w wyniku bardzo dokładnej analizy najnowszych danych. Jednakże sam fakt wykrywania FRB jedynie przez obserwatorium PRT mogło oznaczać, że te zjawiska mogą być wynikiem błędu sprzętowego. Z tego powodu niektórzy astronomowie wypowiadali się sceptycznie co do możliwości istnienia FRB. Aż do kwietnia 2014 roku.

Na początku kwietnia tego roku astronomowie donieśli o detekcji FRB przez radioteleskop w Arecibo. Ten rozbłysk, oznaczony FRB 121102, został zarejestrowany w listopadzie 2012 roku. TO FRB trwało zaledwie 3 milisekundy i zostało zarejestrowane na zakresie częstotliwości od 1,2 do 1,5 GHz. Analiza tego FRB wykazała, że rozbłysk musiał być wygenerowany przez obiekt znajdujący się 1 gigaparsek od Ziemi, czyli ponad 3 miliardy lat świetlnych.

FRB zarejestrowany przez Arecibo miał podobną charakterystykę co PRT. Sugeruje to, że rzeczywiście istnieją Wszechświecie procesy zdolne do wytworzenia wyjątkowo energetycznych zjawisk. Kilka możliwych odpowiedzi to flarująca gwiazda z Drogi Mlecznej (raczej mało prawdopodobne), złączenie dwóch białych karłów, złączenie dwóch gwiazd neutronowych oraz tzw. „blitzary”. Te ostatnie zjawisko jest hipotetyczne – astronomowie jednak przypuszczają, że może występować we Wszechświecie.

„Blitzar” to zjawisko kolapsu masywnej i szybko rotującej gwiazdy neutronowej w czarną dziurę. Przez pewien czas gwiazda neutronowa istnieje jedynie dzięki szybkiemu obrotowi i powiązanej z nią sile odśrodkowej. Z czasem jednak ten ruch obrotowy staje się wolniejszy i w pewnym momencie siła odśrodkowa staje się zbyt mała i następuje nagłe przejście w czarną dziurę. Towarzyszy temu uwolnienie ogromnych ilości energii w bardzo krótkim czasie, rzędu milisekund. Taki opis „blitzarów” idealnie pasuje pod FRB.

Naukowcy dziś nie wiedzą, z czego może się składać wnętrze gwiazdy neutronowej. Niektórzy fizycy postulują, że jest to forma „nadciekłej cieczy”, inni zaś uważają, że wnętrze gwiazdy neutronowej wypełnia egzotyczna materia kwarkowa. Brak lepiej dopracowanych modeli wnętrza gwiazdy neutronowej nie pozwala na określenie gwałtownych procesów, jakie mogłyby funkcjonować podczas „blitzara”.

Alternatywnie, do „blitzara” może dojść wskutek złączenia dwóch gwiazd neutronowych, choć niektórzy teoretycy uważają, że wówczas FRB miałoby inny (dłuższy) wymiar czasowy. Niemniej jednak, skala wyemitowanej energii w krótkim czasie jest ogromna, o rzędy wielkości przewyższająca energię, którą wyzwoli Słońce w trakcie całego swojego życia.

Aktualnie ilość zarejestrowanych FRB to zaledwie dziesięć zjawisk. Astronomowie potrzebują większej ilości danych, by móc odkryć kolejne tajemnice FRB.

*Nawiązanie do rozbłysków słonecznych jest celowe – z całej listy są najmniej energetyczne. Niektóre gwiazdy są w stanie wyemitować rozbłyski klasy “X 3 miliony”, które wciąż są zbyt niezauważalnie małe w porównaniu z opisywanymi w tym artykule FRB.

Share.

Comments are closed.