PDF Basket
Ziemia jest codziennie bombardowana sygnałami radiowymi z kosmosu. Źródło większości z nich pozostaje jednak zagadką. Większość ludzi w ogóle nie zwraca uwagi na takie sygnały, ale dla astronomów są one sposobem na badanie odległych obiektów i wydedukowanie, jaki obiekt lub wydarzenie mogły przyczynić się do wysłania ich w naszym kierunku.
W 2007 roku radioteleskop w obserwatorium Parkes w australijskim Murriyang wykrył krótką emisję radiową, która wydawała się pochodzić ze źródła znajdującego się daleko poza naszą galaktyką. Czegoś takiego nigdy dotąd nie zaobserwowano.
Dopiero w 2013 roku naukowcom udało się ponownie wykryć podobne sygnały, które zostały nazwane szybkimi błyskami radiowymi – Fast Radio Bursts.
„Dało nam to pewność, że są one prawdziwe”, opowiada Ben Stappers, koordynator projektu MeerTRAP i kierownik Grupy ds. pulsarów, egzoplanet i stanów przejściowych na Uniwersytecie w Manchesterze w Zjednoczonym Królestwie.
Szybkie błyski radiowe to intensywne, milisekundowe błyski promieniowania pochodzące z odległych galaktyk. Według specjalistów, każdego dnia do Ziemi dociera ponad 10 000 takich błysków, jednak ich pochodzenie jest nadal owiane tajemnicą. Popularna teoria głosi, że są one emitowane przez gwiazdy neutronowe, nieuchwytne pozostałości po umierających gwiazdach o wyjątkowo silnych polach magnetycznych.
W ramach finansowanego przez Unię Europejską projektu MeerTRAP badacze wykorzystali superczuły radioteleskop MeerKAT zlokalizowany na terenie RPA, który połączyli z najnowocześniejszym sprzętem i oprogramowaniem do przeszukiwania nieba, aby wyszukiwać szybkie błyski radiowe i spróbować lepiej zrozumieć te pozaziemskie sygnały.
Wszystkie oczy patrzą w niebo
Ponieważ sygnały te mogą pochodzić z odległych miejsc w kosmosie, astronomom może być trudno dokładnie określić, z której galaktyki są emitowane.
Pomóc w rozwiązaniu tego problemu mogą dwie główne zalety teleskopu MeerKAT – jego wysoka czułość i zdolność do lokalizowania źródeł promieniowania. Umożliwiły one zespołowi znaleźć więcej szybkich błysków radiowych i rozpocząć tworzenie dokładnej mapy ich pochodzenia.
„Przewidywaliśmy wówczas, że podczas obserwacji nieba będziemy znajdować około jednego szybkiego rozbłysku co dwa tygodnie”, dodaje Stappers. „Ta prognoza wydaje się sprawdzać, ponieważ odkryliśmy ich około 45”.
SI pomoże szukać wskazówek
Ilość danych generowanych przez te teleskopy jest tak ogromna, że ich długoterminowe przechowywanie jest albo niezwykle kosztowne, albo niemożliwe. W związku z tym zespół projektu MeerTRAP musiał szybko przesiać uzyskane informacje, aby odkryć potencjalne wskazówki.
W tym celu naukowcy opracowali zaawansowane oprogramowanie, w tym narzędzie oparte na algorytmach uczenia maszynowego, które szybko skanuje dane i decyduje, czy dana próbka może zawierać sygnaturę szybkich błysków radiowych.
Naukowcy opracowali również narzędzie, które pozwala na wykonanie obrazu nieba przy użyciu danych z niewielkiego wycinka czasu, w którym nastąpił błysk. Pozwala to uzyskać dokładną lokalizację błysków. Obecnie badacze pracują nad wykorzystaniem tych sygnałów jako sond kosmologicznych, czyli sposobu na przetestowanie teorii fizycznych, takich jak grawitacja, a także zrozumienie tajemniczych obiektów w kosmosie.
Szybkie i wolne pulsary
Zespół wykrył również szybkie błyski radiowe w naszej galaktyce – Drodze Mlecznej. Sygnały te najprawdopodobniej pochodziły z pulsarów, czyli szybko obracających się i silnie namagnesowanych gwiazd neutronowych, które okresowo emitują promieniowanie w przestrzeń kosmiczną. Do tej pory zespół odkrył przeszło 85 takich obiektów kosmicznych.
Prace realizowane w ramach projektu przyczyniły się między innymi do ich lepszego zrozumienia. Przed rozpoczęciem projektu uważano, że pulsary obracają się z częstotliwością od półtorej milisekundy do około ośmiu sekund. Od tego czasu liczba ta wzrosła ze względu na odkrycie przez członków projektu MeerTRAP obiektu obracającego się z bardzo wolnym okresem wirowania wynoszącym 76 sekund. Informacje na temat odkrycia zostały opublikowane na łamach czasopisma „Nature Astronomy”.
„Wiele osób jest zaskoczonych, że może istnieć obiekt, który obraca się tak wolno, a mimo to nadal emituje fale radiowe”, zauważa Stappers.
W toku projektu powstało wiele nowych pytań, na które badacze poszukiwali odpowiedzi. Zespół z niecierpliwością czeka na wyciągnięcie wniosków z tego projektu i zastosowanie ich w Square Kilometre Array, nowej potężnej parze teleskopów budowanych w Australii i RPA.
„Ogromne podziękowania dla Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych, a także zespołów SARAO i MPIfR, bez których realizacja tego wyjątkowego projektu byłaby niemożliwa”, mówi Stappers.
„Chciałbym wyrazić uznanie dla utalentowanej grupy naukowców na wczesnym etapie kariery, którzy sprawili, że MeerTRAP był ekscytującym i udanym projektem”, dodaje.