Astrofizycy stworzyli katalog, aby rozwiązać tajemnicę szybkich wybuchów radiowych

Jedną z najbardziej zaskakujących zagadek współczesnej astrofizyki jest natura szybkich wybuchów radiowych, które odkryto w 2007 r. Są to pozornie rzadkie, niezwykle jasne błyski światła o długości fal radiowych. Trwają tylko milisekundy; pochodzą spoza naszej galaktyki, Drogi Mlecznej; pochodzą z regionów o niezwykle silnych polach magnetycznych; i przejść przez znaczną ilość gazu lub pyłu przed dotarciem do Ziemi.

Wszystkie te fakty mogą sprawić, że zabrzmi to tak, jakby naukowcy wiedzieli dużo o szybkich wybuchach radiowych. W rzeczywistości nie. Na przykład, chociaż wiemy, że nie pochodzą z naszej galaktyki, nie wiemy, skąd dokładnie pochodzą. Nie wiemy, co ich powoduje. I nie jesteśmy pewni, czy mogą być przydatne jako standardy kosmologiczne do mierzenia właściwości naszego wszechświata na dużą skalę.

Zaproponowano dziesiątki teorii na temat szybkich wybuchów radiowych. Niektóre są zgodne ze standardową fizyką. Inne są bardziej egzotyczne, w tym kosmiczne struny - hipotetyczne, jednowymiarowe struktury utworzone we wczesnym wszechświecie - a nawet raczej dziwne: jedna z teorii sugeruje, że obcy są odpowiedzialni.

Teraz, próbując odkryć prawdę o szybkich seriach radiowych, stworzyliśmy katalog, w którym wymieniono każdą teorię wraz z jej zaletami i wadami. Naukowcy z całego świata mogą się liczyć, a nowe dane i odkrycia zostaną dodane podczas całego procesu.

Niektóre z tych danych będą pochodziły z projektów na kontynencie afrykańskim, takich jak eXperient analizy natężenia wodoru i analizy w czasie rzeczywistym (HIRAX), MeerKAT i Square Kilometer Array (SKA), które mają odkryć i zlokalizować tysiące szybkich impulsów radiowych.

Ta platforma zapewni dużą wiedzę. Zapewni także cenny wgląd w socjologię naukową, ponieważ międzynarodowi naukowcy współpracują ze sobą i ostatecznie, mamy nadzieję, zidentyfikujemy najbardziej akceptowalny model.

Zakres teorii

Być może właśnie dlatego, że są tak nieuchwytne, szybkie rozbłyski radiowe przyciągnęły wiele uwagi astronomów, astrofizyków, kosmologów i fizyków od ich odkrycia.

Oto główne teorie, które pojawiły się do tej pory.

• Szybkie rozbłyski radiowe obejmują rodzaje gwiazd neutronowych, takie jak pulsary (które obracają się szybko) lub magnetary (które są silnie namagnesowane). Są to prawdopodobnie najbardziej wiarygodne teorie, ponieważ wewnętrzne i niezwykle duże pola magnetyczne gwiazd neutronowych mogą naturalnie spełniać wymagania energetyczne dla szybkich impulsów radiowych.
• Połączenie ciał astronomicznych (takich jak czarne dziury, gwiazdy neutronowe i białe karły) i ich załamanie zaproponowano jako możliwe źródło szybkich wybuchów radiowych.

W takich procesach ogromne ilości energii są uwalniane w krótkich przedziałach czasowych. Może to spowodować promieniowanie podobne do szybkich impulsów radiowych.

• Niektóre bardziej egzotyczne modele mają bardziej teoretyczne podstawy. Obejmują one hipotetyczne obiekty, takie jak gwiazdy kwarków (kwarki to cząstki subatomowe, które tworzą neutrony i protony), gwiazdy aksjonalne (osie są niezwykle lekkie, hipotetyczne, cząstki subatomowe) i ciemną materię: hipotetyczną, niezauważalną materię, która prawdopodobnie odpowiada 27 procent całkowitej zawartości materii we wszechświecie.

• Inna dość nieprawdopodobna teoria głosi, że szybkie rozbłyski radiowe uderzają w pulsary.

A potem pojawia się sugestia, że ​​szybkie rozbłyski radiowe są dowodem na istnienie obcych. To z pewnością najbardziej niezwykła z proponowanych teorii, ale nie można jej jeszcze wykluczyć.

Chociaż jest mało prawdopodobne, szybkie rozbłyski radiowe mogą być sygnałami z radiolatarni ustawionej przez cywilizację pozaziemską, a może z lekkich żagli, które wykorzystują fotony do przemieszczania się po galaktyce.

W tych modelach istnieje niezwykła zmienność i ciężko jest zawęzić opcje i osiągnąć konsensus. Z 50 zaproponowanych dotychczas teorii lub modeli tylko trzy zostały wyeliminowane. To skłoniło nas do stworzenia katalogu i zaproszenia do współpracy szerszej społeczności naukowej.

Platforma do debaty

Nie jest łatwym zadaniem, aby naukowcy rozmawiali ze sobą o szybkich seriach radiowych. To dlatego, że badani naukowcy mają różne specjalizacje i pochodzą z całego świata.

Katalog online zapewnia odpowiednią i dostępną platformę do dyskusji, debaty i dzielenia się wiedzą. Istnieje również historia, którą można prześledzić, co stwarza nam okazję do zbadania, w jaki sposób ludzie pracują razem nad rozwiązywaniem problemów naukowych - i być może w jaki sposób ten proces można zoptymalizować w przyszłości.

Częścią naszej motywacji, jako fizyków teoretycznych, było rozwinięcie tego zaangażowania i zanurzenie się w sobie. Problemy są bogate, a wody głębokie.

Dane o Fast Radio Bursts zaczynają teraz płynąć dzięki takim zmieniaczom gier, jak MeerKAT i HIRAX. Gdy nadejdzie, jest sprawdzany i publikowane są artykuły, będziemy mogli zacząć wykluczać teorie i zagłębiać się w realne teorie. W ciągu pięciu lat tę tajemnicę można rozwiązać.

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w The Conversation przez Emmę Platts i Amandę Weltman. Przeczytaj oryginalny artykuł tutaj.