אסטרופיסיקאים עשה קטלוג כדי לפתור את המסתורין של רדיו מהיר התפרצויות

אחד הפאזלים המביכים ביותר של האסטרופיסיקה המודרנית הוא טבעו של רדיו מהיר Bursts, אשר התגלו בשנת 2007. אלה לכאורה נדיר, הבזקים בהירים מאוד של אור עם אורכי גל רדיו. הם נמשכים רק מיליונים; מקורן מחוץ לגלקסיה שלנו, שביל החלב; מגיעים מאזורים עם שדות מגנטיים חזקים מאוד; ולעבור כמות משמעותית של גז או אבק לפני שהגיע לכדור הארץ.

כל העובדות האלה עשויות להישמע כאילו מדענים יודעים הרבה על רדיו רדיו מהיר. במציאות, אנחנו לא. למשל, למרות שאנחנו יודעים שהם לא מהגלקסיה שלנו, אנחנו לא יודעים מאיפה הם באים. אנחנו לא יודעים מה גורם להם. ואנחנו לא בטוחים אם הם עשויים להיות שימושיים כסטנדרטים קוסמולוגיים כדי למדוד את המאפיינים בקנה מידה גדול של היקום שלנו.

עשרות תיאוריות על התפרצויות רדיו מהיר הוצעו. חלקם תואמים את הפיזיקה הסטנדרטית. אחרים הם אקזוטיים יותר, כולל מיתרים קוסמיים - מבנים היפותטיים חד-מימדיים שנוצרו ביקום המוקדם - או אפילו מוזרים למדי: תיאוריה אחת מציעה שחייזרים אחראים.

עכשיו, בניסיון לגלות את האמת על מהיר רדיו Bursts, יצרנו קטלוג המפרט כל תיאוריה, יחד עם היתרונות והחסרונות שלה. מדענים מרחבי העולם יכולים לשקול, ונתונים חדשים ותגליות יתווספו לאורך כל התהליך.

חלק מהנתונים הללו יגיעו מפרויקטים ביבשת אפריקה, כמו עוצמת המימן וניתוח בזמן אמת (HIRAX), MeerKat, והמערך קילומטר המרובע (SKA), אשר צפויים לגלות ולמקם אלפי התפרצויות רדיו מהיר.

פלטפורמה זו תייצר ידע רב. היא גם תספק תובנה חשובה לסוציולוגיה מדעית, כפי שחוקרים בינלאומיים עובדים יחד ובסופו של דבר, אנו מקווים, יזהו את המודל המקובל ביותר.

מגוון של תיאוריות

אולי דווקא בגלל שהם כל כך חמקמקים, Fast Radio Bursts קיבלו תשומת לב רבה מאסטרונומים, אסטרופיסיקאים, קוסמולוגים ופיסיקאים בשנים שחלפו מאז גילוים.

אלו הן התיאוריות העיקריות שהתגלו עד כה.

• התפרצויות רדיו מהירות כוללות סוגים של כוכבי נויטרונים, כגון פולסרים (אשר מסתובבים במהירות) או מגנטים (שהם ממוגנטים מאוד). אלו הן ככל הנראה התיאוריות המתקבלות על הדעת, שכן שדות מגנטיים של כוכבי נויטרונים וגדולים מאוד יכולים למלא באופן טבעי את דרישות האנרגיה עבור התפרצויות רדיו מהירות.
• מיזוג של גופים אסטרונומיים (כגון חורים שחורים, כוכבי נויטרונים וגמדים לבנים), והתמוטטותם, הוצע כמקור אפשרי לפריצות רדיו מהירות.

בתהליכים כאלה, כמויות עצומות של אנרגיה משוחררים על לוחות זמנים קצרים. זה יכול ליצור קרינה דומה מהר רדיו Bursts.

• כמה מודלים אקזוטיים יותר יש בסיס תיאורטי יותר. הם כוללים אובייקטים היפותטיים כמו כוכבי קווארק (קווארקים הם החלקיקים התת-אטומיים המהווים נויטרונים ופרוטונים), כוכבי הצירים (הצירים הם חלקים קלים ביותר, היפותטיים, תת-אטומיים) וחומר אפל: החומר ההיפותטי, הבלתי נצף, שאמור להאמין 27 אחוזים מכלל התוכן החומר של היקום.

• תיאוריה אחרת בלתי סבירה היא כי מהר רדיו Bursts הם ברקים בולט על פולסרים.

ואז יש את ההצעה כי מהיר רדיו Bursts הם עדות של חייזרים. זה בהחלט יוצא דופן ביותר של תיאוריות המוצע, אבל זה לא יכול להיות נשלל כמו אפשרות עדיין.

למרות שזה לא סביר, מהיר רדיו Bursts עשוי להיות אותות של משואה שהוקמה על ידי הציביליזציה מחוץ לכדור הארץ, או אולי מן מפרשים אור כי לרתום את הפוטונים לנסוע על פני הגלקסיה.

יש וריאציה יוצאת דופן במודלים אלה, וזו עבודה קשה לצמצם את האפשרויות ולהגיע להסכמה. מתוך 50 תיאוריות או מודלים שהוצעו עד כה, רק שלושה בוטלו. זה מה שהניע אותנו להקים את הקטלוג ולהזמין מעורבות מהקהילה המדעית הרחבה.

פלטפורמה לדיון

זה לא משימה קלה כדי לקבל מדענים מדברים אחד על השני על רדיו מהיר Bursts. זה בגלל המדענים המדוברים יש התמחויות שונות והם מכל רחבי העולם.

הקטלוג המקוון מספק פלטפורמה מתאימה ונגישה לדיון, לדיון ולשיתוף ידע. יש גם היסטוריה ניתנת למעקב, אשר יוצרת לנו הזדמנות ללמוד כיצד בני אדם אנו פועלים יחד כדי לפתור בעיות מדעיות - ואולי כיצד תהליך זה יכול להיות מותאם בעתיד.

חלק מהמוטיבציה שלנו, כפיזיקאים תיאורטיים, היתה לפתח את ההתחייבות הזאת ולצלול בעצמנו. הבעיות עשירות והמים עמוקים.

נתונים על מהיר רדיו Bursts מתחיל לשפוך עכשיו, בזכות משחק מחליפים כמו MeerKat ו HIRAX. עם הגיענו, ייבדקו ועיתונים, נוכל להתחיל לפסול את התיאוריות ולחפור עמוק יותר לתוך תיאוריות קיימא. בתוך חמש שנים אפשר היה לפתור את התעלומה הזאת.

מאמר זה פורסם במקור על השיחה על ידי אמה Platts ואמנדה Weltman. קרא את המאמר המקורי כאן.