Šta se krije iza misterioznih radio-bljeskova: Signali vanzemaljaca ili nova fizika?

Problem otežanog posmatranja procesa u svemiru zbog galaktičke prašine rješavaju radio-teleskopi. Zahvaljujući njima, zabilježeni su zanimljivi milisekundni radio-bljeskovi.

Kada su fizičari počeli da razmišljaju na koji način bi bilo efikasno tražiti život van Zemlje, ideja o korištenju radio-signala vrlo brzo je našla veliki broj pristalica. Iako je radio-astronomija najmlađa grana posmatračke astronomije (počela je da se razvija tridesetih godina prošlog vijeka entuzijazmom Grotea Rebera), nijedna druga oblast praktične astronomije ne nalazi se u tolikoj trenutnoj ekspanziji. Postoji nekoliko važnih razloga zašto je radio-astronomija mrežna tačka aktuelnih naučnih projekata i okupljanja timova koji koriste radio-teleskope širom svijeta.

Prije svega, brojni su fizički procesi koji se dešavaju u kosmosu sakriveni od vida optičkih uređaja. Naročito otežavajući element koji sprečava optičke teleskope da direktno snime centralne dijelove galaksije je galaktička prašina. Zbog njenog uticaja i ”markacije” važnih dijelova svemira, istraživači moraju da pribjegnu drugačijim metodama. Jedna od njih je korištenje radio-talasa, odnosno elektromagnetnih talasa najmanje energije koji mogu biti dužine od nekoliko centimetara do stotinu metara. Na taj način nam spektralni prozor, koji radio-teleskopi otvaraju, daje šansu da posmatramo zračenja sa frekvencijama od megaherca pa sve do nekoliko desetina gigaherca.

Naučna primjena radio-teleskopa je nemjerljivo velika. Oni pružaju podršku da se, bez obzira ne vremenske prilike, posmatraju optički nevidljivi dijelovi svemira, poput ostataka supernova, međugalaktičkog gasa, centara galaksija i mjesta intenzivnog stvaranja novih zvijezda. I sve to višestruko povećanom rezolucijom u odnosu na bilo koji drugi teleskopski sistem na Zemlji.

HRONOLOGIJA FENOMENA BRZIH RADIO BLJESKOVA

Značajnu pažnju nauke posljednjih godina zaokupljaju misteriozni brzi i kratki radio-bljeskovi. Čini se da je razrješenje te enigme blizu i to najviše zahvaljujući radio-teleskopima. Kada su u julu 2012. godine detektovani radio-bljeskovi posredstvom čuvenog teleskopa Parks u Australiji, naučna zajednica je mislila da pred sobom ima nepobitan dokaz o jakim radiotalasnim signalima koji dolaze iz dubokih dijelova svemira. Istraživanje je objavljeno u časopisu Science, a najlogičnijom teorijom smatrala se ona koja bi detektovane signale povezala sa izrazitim energetskim procesima koji se odvijaju daleko izvan naše galaksije. Međutim, čini se da je priča o misterioznim radio-signalima mnogo komplikovanija nego što se pretpostavljalo.

Šta je toliko neobično u ovim brzim radio-bljeskovima? Prvenstveno činjenica da su takvi bljeskovi veoma brzi i izuzetno sjajni, a do sada ih je detektovano svega 17. Svaki je detektovan samo jedanput što otežava naknadne analize a vjerodostojnost signala dovodi u pitanje. Progres je napravljen godinu dana kasnije kada su naučnici sa Parksa objavili da su registrovali izuzetno jak radio-signal koji bi trebalo da pripada epohi od oko 6 milijardi godina nakon Velikog praska. Snimljena su četiri takva događaja, a analiza je ukazivala na snažne izvore u kojima se čestice kreću relativističkim brzinama, prosječnog trajanja od svega nekoliko milisekundi.

Tim naučnika, predvođen profesorom Hajne Falkeom sa instituta ASTRON u Holandiji, ponudio je objašnjenje prema kojem je snimljen fenomen zapravo prvi otisak stvaranja supermasivne crne rupe. Ona otkida dijelove magnetnog polja umiruće zvijezde i ”sklanja” ih iza svog horizonta – zamišljene granice nakon koje se ne može detektovati šta se zapravo događa u ovim objektima. Međutim, nedugo zatim uslijedilo je novo iznenađenje. Drugi tim naučnika, na čelu sa profesorom Avijem Loebom sa Harvard-Smitsonijan instituta, iznio je teoriju da signali potiču iz lokalne eksplozije koja je došla sa nama vrlo bliske zvijezde koja se nalazi u Mliječnom putu.

Najčudniji detalj u traganju za brzim radio-bljeskovima jeste činjenica da nisu primjećene stvari koje se inače očekuju kod sličnih scenarija: velike i svijetle eksplozije vidljive u optičkom dijelu spektra, kao i snažni mlazevi gama-zraka, najenergetskijih čestica u svemiru. To bi trebalo da isključi supernove kao potencijalni uzrok. U januaru 2015. godine teleskop Parks je ponovo bio uređaj koji je poslužio za detekciju osmog po redu brzog radio-bljeska, ali uz nekoliko veoma bitnih razlika koje su nas dovele bliže srži problema. Prva razlika u odnosu na prethodne detekcije bila je ta što je detektovan signal u samom trenutku svog nastanka. Druga razlika je bila mogućnost da se detetktuje polarizacija samog signala. Polarizacija dosta govori o orijentaciji elektromagentnih talasa, a kada talasi kružno osciluju to ukazuje na prisustvo jakog magnetnog polja u blizini izvora.

VANZEMALJSKA TEHNOLOGIJA?

Ako se vratimo na početak naše priče, tada se sasvim logičnom čini i mogućnost da su pravilno emitovani radio-signali pokušaj kontakta od strane vanzemaljske civilizacije. Mnogi istraživači i filozofi smatraju da je radio-tehnologija prirodan dio razvoja tehnoloških vrsta, te da pažljivo selektovanje radio-signala iz svemira može dovesti do vanzemaljskih civilizacija. Takvi signali bi mogli biti ili slučajni nusprodukti tehnoloških sistema ili namjerni pokušaji komunikacije između dvije vrste.

Međutim, treba biti vrlo pažljiv kada je u pitanju identifikovanje porijekla ovih signala. Parks je 2010. godine detektovao 16 brzo ponavljajućih radio signala za koje se kasnije ispostavilo da su zemaljskog porijekla i da potiču od magnetonske emisije najobičnije mikrotalasne peći u kuhinji opservatorije, kojoj su vrata slučajno ostala otvorena tokom noćnog posmatranja.

Pravu malu pometnju izazvao je naučni rad objavljen 2015. godine u kojem su iznijeti zaključci da su mjere disperzije signala snimljenih u različitim epohama umnošci istog broja – 187,5. Što je veća mjera disperzije kor radio-emisije, to je veća i vjerovatnoća da je izvor vangalaktičkog porijekla. Pronalaženje određene zakonitosti u ponavljanju signala učinilo bi priču o vanzemaljskim tehnologijama vrlo realnom.

Signali o kojima je riječ u ovom tekstu imaju mjere disperzije značajno veće od galaktičkih izvora. Naučnici su analizirali postojeće radio-bljeskove, poredili trenutke njihovog nastanka i frekvencije na kojima su se desili, i došli do broja 187,5. Ako bi se signali pomnožili ovim brojem, dobili bismo linearnu zavisnost. Kasnije analize su pokazale da ta zavisnost nije onakva kako je izgledala u prvi mah.

TEST FIZIKE KOJU POZNAJEMO

Napokon, kraj 2015. godine donio je odličan rad objavljen u časopisu Nature. U radu je predstavljen nov i vrlo efikasan algoritam za pretraživanje obimnih podataka koji u sebi kriju brze radio-bljeskove. Moguće fizičko objašnjenje fenomena sada se čini vrlo izvjesnim. Ispitujući nekoliko modela koji bi mogli da se uklope u postojeće podatke, naučnici su došli do saznanja da je energija, koja dolazi od pojedinačnih bljeskova, prošla kroz gusta visoko namagnetisana polja vrlo brzo nakon što je formirana. Kako bi bolje okarakterisali čudan signal pronađen u arhivi, astronomi su iskoristili jednoantenske radio-teleskope i snimili poziciju u pravcu izvora na nekoliko različitih radio-frekvencija.

Zaključak je bio i više nego iznenađujući – signal je prošao kroz dva različita regiona jonizovanog gasa na svom putu do Zemlje. Upravo fizičke osobine tih regiona omogućavaju da se utvrdi relativna pozicija objekta. Jači emisioni region je otrkiven veoma blizu samog izvora, u okolini od nekoliko stotina hiljada svetlosnih godina, što navodi na zaključak  da je on smješten u unutrašnjim dijelovima matične galaksije. Govoreći iz astronomske perspektive, samo dva objekta mogu imati takav uticaj na signal: maglina koja okružuje izvor iz kojeg je potekao signal ili sam galaktički centar. Oba pojma su povezana sa stvaranjem mladih populacija zvijezda što u velikoj mjeri ograničava potencijalno krajnje rješenje naše misterije.

S obzirom da kompaktni objekti poput neutronskih zvijezda ili bijelih patuljaka nisu praćeni maglinama, niti su pozicionirani blizu centara galaksija, oni vjerovatno nisu ni uzročnici brzih radio-bljeskova. Prema mišljenju Kijošija Masuija i njegovih kolega, uzročnici su ili zakašnjelo stvaranje crne rupe poslije eksplozije supernove sa kolapsom jezgra ili zvjezdani bljeskovi još jedne veoma čudne grupe objekata poznatih pod nazivom magnetari.

Izvor: elementarium.cpn.rs