https://bodybydarwin.com
Slider Image

אסטרונומים רק עשו קפיצת מדרגה אחת בפתרון תעלומה קוסמית ביזארית

2020

מה עולה בראש כשמנסים לתאר את האובייקט החזק ביותר ביקום? אולי פצצת אטום, או שמש חזקה במיוחד, נכון? ובכן, הרשו לי להכיר לכם את ה- Fast Radio Burst: תופעה מוזרה שנמתחת רק כמה אלפי שניות, אך יכולה לפלוט יותר אנרגיה ממה שהשמש עושה בעוד 80 שנה. אלפי FRBs מהבהבים ברחבי החלל בכל רגע נתון, ועם זאת, למשהו כל כך כל-כך-כל-כך עוצמתי, אנו יודעים כמעט bupkis על איך ומדוע הם נוצרים. חלק גדול מכך קשור לעובדה שמאז שגילו אותם לראשונה בשנת 2007, מדענים מעולם לא היו בטוחים לגמרי מאיפה הם מגיעים. האם הם גורשים על ידי חורים שחורים? האם הם הרחבות של כוכבים שגויים המפעילים אמוק? האם הם סימנים של חוצנים אינטליגנטים שמנסים לתקשר איתנו?

עשינו צעד מסיבי לפתור את השאלה הזו. במחקר שפורסם היום (חמישי) במדע, צוות בינלאומי מדווח על הלוקליזציה הראשונה אי פעם על נקודת המוצא של FRB שאינו חוזר. "זה היה [FRB] הראשון בו מצאנו שנינו והיו לנו את הנתונים המתאימים לסוג זה, אומר קית 'באניסטר, אסטרונום עם ארגון המחקר המדעי והתעשייתי של אוסטרליה (CSIRO) והמחבר הראשי של העיתון החדש." היינו צריכים לבנות בטלסקופ את מה שקראנו למצב 'שידור חוזר פעולה חי' כדי למקם את ה- FRB הזה. "

מערכת 'משחק חוזר פעולה חי' עשויה להיות החידוש פורץ הדרך שאנו צריכים כדי לחשוף סוף סוף אילו תופעות קוסמיות ביזאריות מייצרות ומפטרות FRB לשאר היקום.

"זה תגלית ממש נהדרת, " אומר בריאן מצגר, אסטרופיזיקאי מאוניברסיטת קולומביה בעיר ניו יורק, שלא היה מעורב במחקר. "אני לא רוצה להשוות ביניהם ישירות, אבל במובנים מסוימים לוקליזציה שווה 100 אירועים שבהם אנחנו לא יודעים מהיכן הם מגיעים. יש כל כך הרבה הקשר שאתה יכול להשיג. "

המוקד הוא ב- FRB 180924, כיום ה- FRB 86 שגילה אסטרונומים. אותות כאלה הם ארעיים לשמצה, וזה היה באורך של 1.3 מילישניות בלבד - בקושי רושם למוח האנושי.

התיאוריות לגבי הפקת האותות הללו כוללות הסברים קונבנציונליים כמו חורים שחורים או כוכבי נויטרונים או סופרנובות אנרגטיות במיוחד, יחד עם אפשרויות יותר פעולות כמו גליצרים (גרסה היפותטית לפולסאר) או חומר אפל קורס. וכן, לפעמים אנשים מציעים שהם עשויים להגיע מחייזרים. את אחת התיאוריות המוערכות ביותר בשנים האחרונות הוצבו מצגר וזוג מעמיתיו, שהציעו כי ה- FRB היו השפעות של התלקחויות היפראקטיביות ממגנטרים צעירים (כוכבי נויטרונים המלווים בשדות מגנטיים חזקים במיוחד).

למען ההגינות, זה למעשה לא ה- FRB הראשון אי פעם. בשנת 2017 הצליחו המדענים להצביע על הגלקסיה הביתית על FRB חוזר, 121102 FRB (אחד משניים בלבד שנצפו ברשומה). הגילוי החוזר נתן לאסטרונומים רמזים לאן הם עדיין צריכים להיות משימה קשה, אך בסופו של דבר הם עקבו אחר גלקסיה גמישה חלשה במרחק של 3 מיליארד שנות אור עם קצב היווצרות כוכבים גבוה.

כפי שאתה יכול לדמיין, FRB חד פעמי קשה עוד יותר למקור. המפתח הוא שיהיה טלסקופ שיכול למצוא שניהם FRB והוא גדול מספיק, מבחינת המרחק בין אנטנות, כדי למקם אותם, אומר Bannister. לטלסקופים קודמים היה כזה או אחר, אך לא שניהם .

ל- CSIRO טריק שרוול שמאפשר משימה זו: הכיכר האוסטרלית הקמומטר Array Pathfinder (ASKAP), מערך טלסקופ רדיו בן 36 כלים הממוקם במערב אוסטרליה. בעבר, כל המנות של ASKAP .

ברור שהתרופה הפשוטה לבעיה זו הייתה לארגן מחדש את הכלים של ASKAP כך שכולם הצביעו על אותו חלק בשמיים. אבל בניסטר וצוותו נקטו צעדים נוספים לשיפור המערכות המאפשרות איסוף נתונים של FRB, התאמה אישית של החומרה כך שתוכל לבצע מיליארד מדידות שונות בשנייה, וליצור תוכנה חדשה שיכולה לרסק את המספרים הללו בזמן אמת.

אז הנה כיצד פועלת מערכת החזרה לפעולה : ברגע ש- ASKAP מזהה FRB, איסוף הנתונים נעצר והתוכנה ממשיכה להוריד את כל הנתונים הגולמיים שנאספו על ידי כל מנה בשלוש השניות האחרונות. האות המקורי יגיע למעשה לכל צלחת רדיו בזמנים שונים, ואסטרונומים יכולים להשתמש בפיגורים של חלק מהאנו-שניות כדי להעריך את עמדתו של ה- FRB ברמת דיוק של כ -0.1 ארכיות שניות שווה ערך ל שיער אנושי במרחק 200 מטר, אומר באניסטר.

לאחר מכן הצילם צילם את נקודת המוצא ומדד את המרחק באמצעות שלושה מהטלסקופים העוצמתיים ביותר של כדור הארץ (האדום הגדול ביותר של מצפה הכוכבים האירופי בצ'ילה, טלסקופ קק בהוואי וטלסקופ ג'מיני דרום בצ'ילה).

כתוצאה מכך, אנו יודעים כעת כי ה- FRB 180924 יושב על שפתו החיצונית של גלקסיה במרחק של 3.6 מיליארד שנות אור בקבוצת הכוכבים גרוס, בהשוואה לגודל, צורתו וזוהרתו של שביל החלב. בדומה ל- FRB אחרים, גז בין-כוכבי גרם ל- FRB 180924 להאט מדי פעם, באמצעות אפקט המכונה "פיזור". אסטרונומים יכולים למעשה להשתמש בפיזור כדרך לאמוד איזה סוג של גז וכמה ממנו FRB רוכסן בדרכו. לכדור הארץ, נותן לנו תחושה לגבי איזה סוג של חומר טמון בין נקודה A לנקודה B ואיזה סוג מסע עבר האות.

"עבור FRB שאינו חוזר, אנו מקבלים ירייה אחת כדי למצוא אותה ולמדוד את מעמדה, וצוות ASKAP עשה זאת בצורה נהדרת, " אומר Shriharsh Tendulkar, אסטרונום מאוניברסיטת מקגיל במונטריאול שלא היה מעורב במחקר.

יש איזושהי בלבול שנוצר בניסיון ליישב בין נקודת מוצא חדשה זו עם גלקסיית הגמדים שהיא ביתה של FRB 121102. קשה לעלות על שתי הגלקסיות המייצרות את אותו סוג של תופעות אנרגיה גבוהה שלא ניתן להסביר, כאשר ההבדל בגודל ובהירות ביניהן הוא 1, 000 -כפול.

"אם בכלל, התגלית הזו עוררה שאלות נוספות", אומר בניסטר. "אנו יודעים כעת כי FRBs יכולים להתרחש בחלקים פסיביים למדי של היקום. חשבנו בעבר שאתה זקוק להרבה תצורת כוכבים נמרצת בכדי ליצור FRBs. "הוא חושב שהממצאים החדשים מתענגים על כמה דגמים: העובדה ש- FRB 180924 מגיעה ממבואות הגלקסיה שלה מעלה ספק לגבי התיאוריה שלפיה חורים שחורים סופר-מסיביים הוקמו מרכז הגלקסיות הוא המקור הרגיל. כוכבים צעירים מאוד, כמו מגנטרים צעירים שנוצרו לאחר סופרנובות, נספרים ככל הנראה גם כן, כמו גם כל ההסברים שאינם דורשים שום סוג של גוף גלקטי. "עלינו לחזור ללוח השרטוט כדי להבין כיצד FRBs יכולים להתרחש במגוון כה רחב של סביבות."

לא כולם משוכנעים כי הממצאים החדשים מחייבים שינוי קיצוני בתיאוריות ה- FRB הנוכחיות שלנו. ג'יימס קורדס, אסטרונום מאוניברסיטת קורנל שלא השתתף במחקר, חושב שזה עדיין הימור בטוח שכוכבי נויטרונים, בעיקר מגנטרים, הם המקור הסביר ביותר לייצור FRB. ההשלכה העיקרית ביותר, לדבריו, קשורה לתאוריה כי FRB נוצרים בסופרנובות סופר-זוהרות הנוצרות באופן עדיפות בגלקסיות גמדיות עם ריכוז מתכות נמוך. "זה אולי עדיין נכון במידה מסוימת, אך ה- FRB החדש והגלקסיה שלו מהווים דוגמה נגדית אפשרית", הוא אומר.

ישנה גם אפשרות שחזרת FRBs שאינם חוזרים ונשנים פשוט נשלטים על ידי דגמים שונים. "למצוא מגנטר צעיר בפאתי גלקסיה מסיבית עם כוכבים ישנים זה כמו למצוא לוויתן בסהרה, " אומר טנדולקר. "זה מוקדם מאוד בתחום כמובן, אבל זה עשוי לרמז על כך שחוזרי FRB חוזרים ולא חוזרים מגיעים ממקורות שונים לחלוטין", וכי מודל המגנטר אכן נכון גם לגבי האחרונים.

מצגר עצמו לא חושב שהממצאים מוציאים את הדעת מגנטרים על הסף. יכול להיות שהמגנטרים מגוונים יותר ומעוצבים בתרחישים קוסמיים יותר ממה שהונח בעבר. "יתכנו דרכים אפשריות יותר לייצר את המגנטים המייצרים FRB האלה", הוא אומר. "ולטבע אולי יותר מדרך אחת לייצר פרץ רדיו מהיר."

אנו נענה רק על השאלות הללו לאחר שנאסוף עוד נתונים מ- FRB, ודי ברור שבניסטר וצוותו סללו דרך חדשה לחקור את התופעות לעומקם. לוקליזציה של נקודת המוצא מספקת חלון צר הרבה יותר לזיהוי אילו חפצים בזירת הפשע עלולים לפטר דברים. באופן מיידי יותר, מדענים יכולים להשתמש בפיזור ה- FRB כדרך חזקה יותר למפות את התפלגות החומר ברחבי היקום - וזה אמור להיות יתרון לתשובה על כמה שאלות קוסמולוגיות. "גישה מסוג זה היא גל העתיד", אומר קורדס.

(פשוט אל תפסיק את תקוותיך שמישהו ייצא ויגיד שזה חייזרים. זה אף פעם לא חייזרים.)

זו הסיבה שגופך אוגר יותר שומן במקומות מסוימים

זו הסיבה שגופך אוגר יותר שומן במקומות מסוימים

רמקול Bluetooth אוזניים אולטימטיבי ב- 63 אחוז הנחה?  הייתי קונה את זה.

רמקול Bluetooth אוזניים אולטימטיבי ב- 63 אחוז הנחה? הייתי קונה את זה.

חמש ערכות עשה זאת בעצמך ואקראיות DIY שמצאתי השבוע

חמש ערכות עשה זאת בעצמך ואקראיות DIY שמצאתי השבוע