นักวิทยาศาสตร์ชาวแคนาดาที่ใช้ CHIME (การทดลองทำแผนที่ความเข้มของไฮโดรเจนในแคนาดา) ได้ตรวจพบ 13 FRBs (คลื่นวิทยุเร็ว) รวมถึงการทำซ้ำครั้งที่สอง และพวกเขาคิดว่าพวกเขาจะพบมากขึ้น
CHIME เป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุนวัตกรรมในภูมิภาค Okanagan Valley ในบริติชโคลัมเบียแคนาดา มันเสร็จสมบูรณ์ในปี 2560 และภารกิจของมันคือทำหน้าที่เป็นเครื่องจับเวลา CHIME จะช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจรูปร่างโครงสร้างและชะตากรรมของจักรวาลโดยการวัดองค์ประกอบของพลังงานมืด
การออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์ของ CHIME ยังเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจจับการระเบิดของวิทยุอย่างรวดเร็ว
การระเบิดของวิทยุอย่างรวดเร็วเป็นเหตุการณ์พลังงานสูงในอวกาศที่เราตรวจจับว่าเป็นสัญญาณคลื่นวิทยุชั่วคราว พวกเขามักจะใช้เวลาเพียงไม่กี่มิลลิวินาทีเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์ไม่แน่ใจว่าแหล่งกำเนิดของพวกมันคืออะไรแม้ว่ามันจะมาจากนอกทางช้างเผือก แหล่งข้อมูลที่แนะนำบางแห่งคือหลุมดำหรือดาวนิวตรอนที่หมุนอย่างรวดเร็ว
“ เรายังไม่ได้แก้ปัญหา แต่มันก็เป็นปริศนาอีกหลายชิ้น”
Tom Landecker สมาชิกทีม CHIME สภาวิจัยแห่งชาติ
“ จนถึงตอนนี้มีเพียงคนเดียวที่รู้จัก FRB ซ้ำแล้วซ้ำอีก การรู้ว่ามีอีกสิ่งหนึ่งแนะนำว่าอาจมีมากขึ้น และด้วยนักทำซ้ำและแหล่งข้อมูลเพิ่มเติมที่มีอยู่สำหรับการศึกษาเราอาจจะสามารถเข้าใจปริศนาเกี่ยวกับจักรวาลเหล่านี้ได้ - พวกมันมาจากไหนและอะไรเป็นสาเหตุของสิ่งเหล่านี้” อิงกริดบันไดสมาชิกของทีม CHIME และนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่ UBC กล่าว
หอดูดาว CHIME มีการออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งแตกต่างจากกล้องโทรทรรศน์อื่น ๆ ที่มีการย้ายการติดตั้งที่ช่วยให้พวกเขาเปลี่ยนตำแหน่งและการศึกษาวัตถุที่เฉพาะเจาะจงในอวกาศ CHIME เป็นรูปปั้น CHIME ยังคงนั่งในขณะที่ท้องฟ้าเคลื่อนไหวเหนือศีรษะ มันทำแผนที่ซีกโลกเหนือทั้งหมดทุกวันซึ่งหมายความว่ามันน่าจะตรวจจับปรากฏการณ์เหล่านี้ได้มากขึ้น
CHIME ทำมาจากตัวรับสัญญาณโทรศัพท์มือถือที่ได้รับการดัดแปลง 1024 เครื่องในเซมิ - ไซร์ครึ่งเมตรสี่กระบอกหรือ“ ครึ่งท่อ” ซึ่งทำงานร่วมกันเป็นอินเทอโรมิเตอร์ขนาดใหญ่เครื่องเดียว พวกเขาเชื่อมต่อกับซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ประมวลผลข้อมูลทั้งหมด
บันไดคิดว่า CHIME จะพบ FRB ที่ซ้ำกันมากขึ้น เมื่อพวกเขาพบแล้วกล้องโทรทรรศน์อื่น ๆ สามารถตรวจสอบว่าพวกมันมาจากที่ใดเพื่อหาเบาะแสกับธรรมชาติของมัน
“ ด้วยการทำแผนที่ CHIME ให้กับซีกโลกเหนือทั้งหมดทุกวันเราจึงต้องหาคนทำซ้ำมากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป” Stairs กล่าว “ การรู้ว่าพวกเขาอยู่ที่ไหนจะทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเล็งกล้องไปที่พวกเขาได้และสร้างโอกาสในการศึกษาสัญญาณลึกลับเหล่านี้อย่างละเอียด”
ยังไม่ทราบที่มาของการระเบิดอย่างรวดเร็ว ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์บางคนแนะนำว่าพวกเขาเกิดจากเหตุการณ์หายนะการค้นพบ FRB ที่เกิดขึ้นซ้ำ ๆ ดูเหมือนจะกำจัดความคิดนั้น
“ เรารู้สึกตื่นเต้นเป็นอย่างยิ่งที่ได้เห็นว่า CHIME สามารถทำอะไรได้บ้างเมื่อทำงานอย่างเต็มประสิทธิภาพ”
Deborah Good นักศึกษาปริญญาเอกที่ UBC สมาชิกของทีม FRB ของ CHIME
ความหายากของ FRB ทำให้ยากต่อการศึกษา พวกเขายังเป็นชั่วคราวมากยาวนานเพียงไม่กี่มิลลิวินาที สิ่งที่น่าตื่นเต้นเกี่ยวกับการค้นพบนี้คือ CHIME ยังไม่ได้ทำงานอย่างเต็มประสิทธิภาพ เมื่อถึงความเร็วมันจะค้นพบอีกมากมายบางทีในแต่ละวันของการทำงานและประตูข้อมูลที่ท่วมท้นจะเปิดออกมาในปรากฏการณ์ที่น่าสนใจเหล่านี้
“ เรารู้สึกตื่นเต้นมากที่ได้เห็นว่า CHIME สามารถทำอะไรได้บ้างเมื่อทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ” เดโบราห์กู๊ดนักศึกษาปริญญาเอกสาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์จาก UBC ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทีม FRB ของ CHIME กล่าว “ ในตอนท้ายของปีเราอาจพบระเบิดอีก 1,000 ครั้ง ข้อมูลของเราจะเปิดความลึกลับของ FRB ออกมา”
FRB แรกถูกตรวจพบในปี 2550 โดยนักวิทยาศาสตร์มองผ่านข้อมูลพัลซาร์ วิทยุที่เร็วที่สุดส่วนใหญ่จะระเบิดในไม่ช้าจากนั้นพวกเขาก็หายไปแม้ว่าจะมีการค้นพบ CHIME ครั้งล่าสุดนี้เรารู้ว่ามีสองสิ่งที่ทำซ้ำ FRB ที่เกิดซ้ำครั้งแรกที่เรียกว่า FRB 121102 ถูกตรวจพบในปี 2012 และแหล่งที่มาของมันคือเอกภพในทิศทางของกลุ่มดาว Auriga
สิ่งที่ความยาวคลื่นบอกเราเกี่ยวกับการระเบิดอย่างรวดเร็วของวิทยุ
ความยาวคลื่นของ FRB สามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจว่ามาจากไหนและพวกเขาผ่านอะไรไปถึงเรา แต่ FRB ที่มีความยาวคลื่นนานจะบอกพวกเขามากขึ้น
“ สภาพแวดล้อมของ FRB มีผลต่อรูปร่างของสัญญาณที่มีความยาวคลื่นยาวมากขึ้น”
Deborah Good, UBC / CHIME
ในขณะที่การตรวจจับการระเบิดของคลื่นวิทยุเร็วก่อนหน้านี้ส่วนใหญ่มีความยาวคลื่นเพียงไม่กี่เซนติเมตร แต่แบทช์ล่าสุดนี้มีความยาวคลื่นเพียงไม่กี่เมตร นี่เป็นโบนัสให้กับทีมงานของ CHIME ที่กล่าวว่าความยาวคลื่นที่ยาวขึ้นจะเปิดสายการสอบสวนใหม่
“ สภาพแวดล้อมของ FRB มีผลต่อรูปร่างของสัญญาณที่มีความยาวคลื่นนานกว่ามาก” Good กล่าว “ การได้เห็นระเบิดเหล่านี้ด้วย CHIME จะทำให้เรามีความคิดที่ดีเกี่ยวกับสิ่งที่ FRBs เป็นอย่างไรและมาจากที่ใดโดยแสดงให้เราเห็นเพิ่มเติมว่าการเปลี่ยนแปลงความสว่างของพวกเขาในความถี่ที่แตกต่างกันและสิ่งที่เกิดขึ้นกับสัญญาณ .
Tom Landecker สมาชิกในทีมของ ChIME จาก National Research Council กล่าวว่าการระเบิดทางวิทยุที่ตรวจพบใหม่เหล่านี้จะช่วยไขปริศนาในที่สุดที่ FRBs กำเนิดขึ้น
“ [ตอนนี้เรารู้] แหล่งที่มาสามารถผลิตคลื่นวิทยุความถี่ต่ำและคลื่นความถี่ต่ำเหล่านั้นสามารถหลบหนีสภาพแวดล้อมของพวกเขาและไม่กระจัดกระจายเกินกว่าที่จะถูกตรวจจับเมื่อถึงโลก นั่นบอกเราบางอย่างเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมและแหล่งที่มา เรายังไม่ได้แก้ปัญหา แต่มันก็มีอีกหลายชิ้นในปริศนา "เขากล่าว
เมื่อใดก็ตามที่มีการค้นพบการระเบิดของวิทยุอย่างรวดเร็วหรือปรากฏการณ์อื่น ๆ ของต้นกำเนิดที่ไม่แน่นอนอินเทอร์เน็ตจะสว่างขึ้นด้วยการพูดคุยของมนุษย์ต่างดาวและปัญญาจากต่างดาว เราไม่สามารถช่วยเหลือตนเองได้ แต่ในกรณีส่วนใหญ่และเป็นไปได้มากว่ากรณีนี้ก็มีคำอธิบายตามธรรมชาติ นักวิทยาศาสตร์ยังไม่พบมัน
แต่เมื่อพวกเขาพบแหล่งที่มาของ FRB, CHIME อาจมีบทบาทนำในการค้นหา
CHIME อยู่ในขั้นตอนการว่าจ้างเท่านั้นเมื่อตรวจพบการระเบิดเหล่านี้ มันไม่ได้ทำงานอย่างเต็มประสิทธิภาพ จะมีช่วงเวลาที่น่าสนใจโดยเฉพาะอย่างยิ่งหากสามารถตรวจจับการระเบิดของวิทยุได้เร็วขึ้น 1,000 รายการดังที่ Good แนะนำ
“ การค้นพบนี้เป็นเพียงจุดเริ่มต้นของการค้นพบของ CHIME” นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ของ UBC Stairs กล่าว “ ในระยะต่อไปเราวางแผนที่จะจับภาพสตรีมข้อมูลความละเอียดสูงเต็มรูปแบบจากการระเบิดที่สว่างที่สุดซึ่งจะช่วยให้เราเข้าใจตำแหน่งลักษณะและสภาพแวดล้อมแม่เหล็กของพวกเขาได้ดียิ่งขึ้น อีกไม่กี่ปีข้างหน้าจะน่าตื่นเต้นมาก”
การตรวจจับการระเบิดของคลื่นวิทยุอย่างรวดเร็วได้ถูกนำเสนอในการประชุมฤดูหนาวของ American Astronomical Society
การค้นพบใหม่เหล่านี้ยังได้รับการอธิบายในบทความทางวิทยาศาสตร์สองเรื่องซึ่งตีพิมพ์ใน Nature online เมื่อวันที่ 9 มกราคม 2019 เอกสารฉบับแรกมีชื่อว่า“
การสำรวจการระเบิดของคลื่นวิทยุเร็วที่ความถี่ลดลงถึง 400 เมกะเฮิรตซ์” ประการที่สองคือ“ แหล่งที่สองของการทำซ้ำวิทยุอย่างรวดเร็ว”
แหล่งที่มา:
- ข่าวประชาสัมพันธ์: กล้องโทรทรรศน์ CHIME ตรวจจับคลื่นวิทยุที่ระเบิดซ้ำอย่างรวดเร็วเป็นครั้งที่สอง
- ข่าวประชาสัมพันธ์: กล้องโทรทรรศน์แคนาดาตัวใหม่จะทำแผนที่ปริมาณพื้นที่มากที่สุดเท่าที่เคยสำรวจมา
- หน้าแรกของกล้องโทรทรรศน์ CHIME
- รายงานการวิจัย: แหล่งที่มาที่สองของการระเบิดอย่างรวดเร็วของวิทยุ
- รายงานวิจัย: การสำรวจคลื่นวิทยุระเบิดเร็วที่ความถี่ 400 megahertz
- รายการ Wikipedia: Fast Radio Burst
