Жылдам радио толқындары (ЖРТ) – бұл бірнеше миллисекундтан аспайтын галактикадан тыс радиотолқындардың қарқынды толқындары. Оларды алғаш рет 2007 жылы Дункан Лоример мен оның шәкірті Дэвид Наркевич Пульсар зерттеуінің деректерін зерттеу кезінде ашқан. Бүгінгі күнге дейін 50-ден 60-қа дейін ЖРТ анықталды, дегенмен МакГилл университетінің астрофизигі Виктория Каспидің айтуынша, күніне 10 000-ға дейін болуы мүмкін. Жақында екінші рет қайталанатын жылдам радио толқын анықталды, бұл ғаламның құпиясын түсінуге тағы бір жол ашты.
Жазда 2018 жылдар Канаданың жаңа CHIME телескопы небәрі үш апта ішінде 13 жылдам радиожарылысты (FRB) анықтады. Бұл екінші қайталанатын FRB жарылыстары, олардың біріншісі 2012 жылы Пуэрто-Рикодағы Аресибо радиотелескобы арқылы ашылған.
Алғашқы қайталанатын жылдам радиожарылысты (FRB 121102 деп аталған) сол кездегі аспирант Пол Шольц бастаған студенттер тобы ашты. Барлық деректерді талдағаннан кейін олар бастапқы сигналдан кейін тағы 10 жарылыс болғанын анықтады. Ғалымдар бұл жарылыстардың көзі Жерден 2,5 миллиард жарық жылы қашықтықта орналасқан ергежейлі галактика болуы мүмкін деп санайды.
Екінші қайталанатын жылдам радио толқыны (FRB 180725A) алғаш рет 2018 жылдың 14 тамызында пайда болды және содан бері аспандағы сол жерде кем дегенде бес рет қайталанды. CHIME тобы өз зерттеу нәтижелерін осы жылдың 9 қаңтарында журналда екі мақалада жариялады. Табиғат , және оларды Америка астрономиялық қоғамының конференциясында ұсынды.
Канаданың Британдық Колумбия қаласындағы Доминион радиоастрофизикалық обсерваториясында орналасқан CHIME телескопы өлшемі 100-ге 20 метр болатын төрт жоғары сезімтал радиоқабылдағышпен жабдықталған. Олардың мақсаты - ғаламдағы радиотолқындардың үдеуін өлшеу, Құс жолын зерттеу, пульсарларды бақылау және жылдам радиожарылыстарды (ЖРТ) анықтау.
Канадалық сутегі қарқындылығын картаға түсіру эксперименті (CHIME) 2017 жылдың 7 қыркүйегінде алғашқы іске қосу рәсімінде ашылды (бұл телескоптың астрономиялық кескіндерді алу үшін алғаш рет пайдаланылуы болды). Телескоп 400-ден 800 МГц-ке дейінгі диапазондағы сигналдарды жоғары сезімталдықпен қабылдау үшін арнайы жасалған. Алынған деректер секундына 13 терабит жылдамдықпен өңделеді. Содан кейін ол сандық форматқа түрлендіріліп, аспан карталарын жасау үшін өңделеді.
CHIME 1024 нүктені немесе сәулені пайдаланып, күні бойы жылдам радио толқындарын (FRB) іздеп кеңістікті сканерлейді. Әрбір сәуле секундына 1000 рет 16 000 түрлі жиілікте өңделеді, бұл нақты уақыт режимінде 130 миллиард бит деректер талданатынын білдіреді. 2500 процессор мен 32 000 гигабайт жедел жадты пайдаланатын бірінші өңдеу кезеңінен кейін екінші кезең ықтимал FRB орны мен мәліметтерін анықтайды. FRB орын алған кезде, CHIME командасы мен астрофизика қауымдастығына дереу хабарланады.
Бастапқыда CHIME-тің мұндай төмен жиіліктердегі жылдам радио толқындарын анықтау мүмкіндігіне күмәнмен қарады, өйткені бұрынғы модельдер 1400 МГц-ке жақын жиіліктерде жұмыс істеген. Дегенмен, ғалымдар қазір 400 МГц-тен төмен жиіліктегі жылдам радио толқындары да бар деп санайды.
Спектрдің төменгі шетіндегі қайталанатын жылдам радио толқынындағы 13 сигналдың кейбіреулері соншалықты жарқын болғандықтан, CHIME командасы 400 МГц-тен төмен толқындар да болуы мүмкін деп санайды. Олар сондай-ақ бұрын 700 МГц-тен төмен тағы да көптеген қайталанатын жылдам радио толқындары болған, бірақ олар ондай деп танылмаған деп санайды.
FRB 180725A-дан кейін CHIME құралы күндіз де, түнде де шамамен 400 МГц жиіліктегі бірнеше жылдам радио толқындарын (FRB) анықтады, олар белгілі жер үсті көзімен өзара байланысты емес. Егер бұл сигналдар расталса, бұл FRB-лардың пайда болатын жиілік шектерімен, сондай-ақ осы толқындардың себептерімен жақсырақ танысуға мүмкіндік береді.
Радиожарылыстарының (РЖЖ) неліктен және қаншалықты жылдам шығарылатынын әлі ешкім білмейді. Ұсынылған гипотезаларға қара құрдымдардың немесе нейтрондық жұлдыздардың соқтығысуы, жоғары энергиялы суперновалардың, блицарлардың және қара материяның әсерінен пайда болған пульсарлардың құлауы жатады.
Жылдам радиожарылыстар (ЖРЖ) ашылғаннан бері ғалымдар олардың көздерінің табиғатын анықтауға тырысып келеді. Жарылыстар өте қысқа болғандықтан, олардың көздері бірнеше жүз шақырымға немесе одан кішірек өлшемде болады деп есептеледі. Олар сондай-ақ өте энергиялы деп есептеледі, бір жарылыста Күн 80 жылда шығаратын энергиямен бірдей энергия өндіреді.
Олардың шығу тегіне қатысты бір болжам - олар басқа дамыған жерден тыс тіршілік формаларынан шығуы мүмкін, дегенмен пульсарлар ашылғанға дейін олар тудыратын тұрақты импульстарға қатысты ұқсас теориялар ұсынылған. Басқа теорияларға аксиондардың мини-шоғырларының, ғарыштық ішектердің жарылғыш ыдырауы және Керр-Ньюман қара құрдымдарының магнитосфераларының құлауы жатады. Егер жылдам радиожарылыстар шынымен де қара құрдым жарылыстарынан пайда болса, олар кванттық гравитацияның алғашқы белгілері деген болжам бар.
Қайталанатын жылдам радиожарылыстар жағдайында, кейбір гипотезалар әр сигналдың қарқындылығының айырмашылығына байланысты бірнеше шығу тегін ұсынады. Бір теория белсенді галактикалық ядролардың ортасында ауқымды шатасқан кванттық механикалық күйлердің бар екенін, бұл сәулеленудің артуына әкелуі мүмкін екенін айтады - бұл құбылыс «асқын сәулелену» деп аталады.
Он үш жылдам радио толқындары (FRB) радиотолқындар көздің ортасы арқылы өткен кезде пайда болатын «шашырау» құбылысының белгілерін көрсетті. Ғалымдар толқынның шашырау сипатына байланысты қоршаған ортаның сипатын анықтауға болады деп санайды.
CHIME командасының мүшесі Том Ландекердің айтуынша, «төмен жиілікті толқындар өз ортасынан шығып кетуі мүмкін және Жерге жеткенше анықталатындай шашыраңқы емес». Торонто университетінің астрономы Черри Нгтің айтуынша, шашыраудың бұл дәрежесі көздердің аса жаңа жұлдыз қалдықтары немесе галактиканың орталық қара құрдымының жанында орналасқан қуатты астрофизикалық нысандар екенін көрсетеді. Болашақта жылдамырақ радиожарылыстарды анықтау және деректерді талдау ғалымдарға көздерді және олардың табиғатын анықтауға көмектесетін көбірек ақпарат береді.
[Дереккөздер: CHIME, Nature, Wikipedia]