אסטרונומים עקבו אחר גלי רדיו מסתוריים למקור בגלקסיה שלנו

במשך כעשור, הבזקים מסתוריים מהחלל העמוק תמהו אסטרונומי רדיו. ההתפוצצויות של גלי רדיו נמשכות רק אלפיות שנייה בודדות, ונראה שהם זוהרים מגלקסיות במרחק של מיליארדי שנות אור - רחוקות מכדי לראות היטב מה גורם להם. חוקרים גילו בערך 120 "Fast Radio Bursts" כאלה עד היום, והגיעו עם כמעט חצי יותר הסברים. תיאורטיקנים הציפו רעיונות הכוללים כוכבים אקזוטיים שקורסים, כוכבי נויטרונים מתרסקים לחורים שחורים, ואפילו תרבויות חייזריות שדוחפות ספינות חלל על קרני אנרגיה.

עכשיו, אולי סוף סוף תהיה להם תשובה.

באפריל, חוקרים הבחינו במבזק רדיו דומה כאן בשביל החלב, ממש בשכונה הגלקטית שלנו. מערך של טלסקופים קלט דופק אלים של גלי רדיו מלווה בפרצי קרני רנטגן אנרגטיים יותר שהגיעו כולם מאותו מקום: כוכב ממוטט מאוד מגנטי המכונה מגנטר. האירוע, שתואר בא סִדרָה שֶׁל ניירותפורסם היום ב טֶבַע, קושר את פיצוצי הרדיו האניגמטיים עם חבר ידוע באחד ממעמדות העצמים הקיצוניים ביותר ביקום בפעם הראשונה.

"לפני זה היינו רק מנחשים, מנחשים, מנחשים", אומר בינג ג'אנג, אסטרופיזיקאי מאוניברסיטת נבאדה, לאס וגאס, ומחבר מאמר הסוקר מקורות אפשריים של פרצי רדיו מהירים (FRB). "זה בעצם אומר לנו מאיפה זה הגיע."

ההודעה שנשמעה ברחבי עולם האסטרונומיה ברדיו יצאה השנה בבוקר ה-28 באפריל, כאשר The ניסוי מיפוי עוצמת המימן הקנדי (CHIME) - טלסקופ רדיו שהוביל את המצוד האחרון אחר FRBs-קלט רעש רדיו אדיר מגיע מחפץ צפוף הידוע כמי שפולט צילומי רנטגן. זה לא ממש הגיע לבהירות FRB, אבל נראה אנרגטי מספיק כדי להיות שווה מבט שני. צוות CHIME פוצץ את א הוֹדָעָה המכונה "מברק אסטרונום" כדי ליידע את הקהילה.

צוותים רבים שמעו את קריאתו של CHIME, אך רק לאחד היה מכשיר שנבנה בהתאמה אישית כדי לענות לה. כריס בוצ'נק, סטודנט לתואר שני במכון הטכנולוגי של קליפורניה, מוביל מצוד מסור אחר פרצי רדיו בקרבת מקום הידועים בשם Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2 (STARE2). בוצ'נק והצוות שלו הקימו את STARE2 כמשהו מטווח ארוך. מצד אחד, רשת שלושת הגלאים הגיעה זולה יחסית בכ-15,000 דולר לגלאי (מתקנים רגישים יותר עומדים על עשרות מיליוני דולרים). אתה לא צריך לפזול כשאתה מחפש הבזק מסנוור. אבל מצד שני, הם ציפו להמתנה ארוכה.

"הרעיון של FRB שמתרחש בגלקסיה [שלנו] הוא פראי", הוא אומר. "אם אתה לוקח את התעריפים כערך נקוב, אתה מצפה לכזה אחת ל-50 שנה בערך."

הגילוי הגיע הרבה יותר מוקדם מזה. מברק הבוקר של CHIME הניע את בוצ'נק לחפור בנתונים היומיים שלו, והוא גילה מיד ש-STARE2 רשם הבזק באותו מקום באותו זמן. והזיהוי של STARE2 היה בהיר פי 1,000 ממה שדיווח CHIME (שתפס את הדופק בראייה ההיקפית שלו) בתחילה. האנרגיה העצומה הזו רק בקושי הכשירה את ההבזק כ-FRB הסביר הראשון משביל החלב.

"בשלב הזה פשוט קפאתי", אומר בוצ'נק. "זהו זה. בשביל זה בנינו את הגלאי הזה".

קבוצות אחרות ברחבי העולם המשיכו להוסיף פרטים חדשים לתמונה. בעוד שרק CHIME ו-STARE2 תפסו את פרץ הרדיו, הצמצם האדיר של חמש מאות מטרים בסין טלסקופ רדיו כדורי (FAST) קלט עשרות התלקחויות של קרני רנטגן וקרני גמא בעקבות אותה נקודה. המקור היה ברור: סוג של כוכב מת הידוע כמגנטר, במרחק של 30,000 שנות אור בערך - בעצם על מפתן דלתנו.

אם אתה צריך לשחרר כמות עצומה של אנרגיה בפרק זמן קצר, יהיה לך קשה למצוא חפץ טוב יותר ממגנטר. הם ריף על כוכבי נויטרונים -הצורה הצפופה ביותר שחומר יכול ללבוש לפני הוויתור ויצירת חור שחור. הם גם מתהדרים בכמה מהשדות המגנטיים החזקים ביותר ביקום הידוע, עוצמתיים בערך פי מיליארד המגנט החזק ביותר מהנדסים יכולים ליצור.

כשאתה אורז מסה של שמש לתוך מגנט בגודל של עיר, לכל שינוי יש השלכות דרמטיות. למגנטים, כמו לכדור הארץ, יש קרום שעלול להיקרע ולהתכווץ. וכאשר רעידות כוכבים מפצחות את הקרום, השדה המגנטי עלול לסבול תהפוכות אלימות דומות. שדה מגנטי קורע ומתחדש עלול להקרין גלי רדיו ישירות, או קרום מתפרץ עלול לשגר התפרצויות של חלקיקים מקבילים להתלקחויות שמש, שעלולות בתורן לגרום ל-FRB.

זיהוי אחד לא מוכיח שכל ה-FRBs מגיעים ממגנטרים, ויש הרבה כאלה דפוסי FRB מוזרים שנראים מסובכים מכדי להגיע מכוכב נויטרונים רועד יחיד. אבל ההתפרצות של 28 באפריל מאשרת שהאובייקטים יכולים להסביר כמה, אם לא רוב, FRBs. "יש לנו מספיק מגנטרים ביקום. הם מתפוצצים באופן קבוע. הם יכולים ליצור מספיק FRBs כדי לכסות הכל", אומר ג'אנג.

מאז אפריל, המגנטי השכונתי הידידותי הזה (שהוא אחד מכ-30 בשביל החלב) הקרין גלי רדיו כעשר פעמים נוספות. שום פרץ לא היה אנרגטי כמו האירוע ב-28 באפריל - שבתורו היה עמום פי 30 מה-FRB החלש ביותר הידוע מגלקסיה אחרת - אבל הפיצוצים ביחד משתרעים על פני מגוון רחב של אנרגיות. הגיוון הזה מרמז ש-FRB בהירים יכולים לייצג רק את הקצה הגלוי ביותר של קרחון של פעילות מגנטית נסתרת בגלקסיות אחרות.

"[טווח זה] גורם לי להרגיש בטוח יותר", אומר קלי גורדג'י, אסטרונום רדיו מאוניברסיטת אמסטרדם שלא היה מעורב במחקר הזה. "אנחנו באמת מגשרים על הפער הזה בין מקורות רדיו חוץ-גלקטיים, לבין מקורות בתוך הגלקסיה שלנו."

ככל שהאסטרונומים צוברים יותר גילויי FRB, הם ינסו לברר אם כל ההתפרצויות נוצרות בדרכים דומות. הבזקים פאנקיים עשויים לבוא ממגנטרים פאנקיים, כמו אלה שנולדו ממיזוגים של כוכבי נויטרונים, בניגוד לכוכבים קורסים. הבחנות עדינות כאלה עשויות להימשך שנים רבות להבחין, אך כעת עם הדוגמה המקומית הראשונה בספרים, האתגר נראה פחות מרתיע מבעבר.

"לפני זה הייתי די פסימי לגבי מציאת המקורות", אומר ג'אנג, "אבל עם זה, אני חושב שה-FRB הגלקטי הזה עשוי להיות הרמז".