NEDAVNO otkriveni radiosignal iz svemira ponovno je doveo u pitanje naše razumijevanje tajanstvenog fenomena brze provale radiovalova (FRB).

FRB-ovi su jedan od najfascinantnijih misterija u kozmosu. Radi se o izuzetno snažnim signalima, neki oslobađaju više energije od 500 milijuna Sunca, a traju manje od treptaja oka. Jedna od najvažnijih karakteristika brzih provala radiovalova jest to da su oni kratkotrajni i nepredvidivi. Obično se pojave iznenada na nekom dijelu neba i traju tek nekoliko milisekundi. Većina njih dolazi iz drugih galaksija, samo je jedan izvor otkriven u Mliječnoj stazi.

Ponavljajući FRB-ovi, dakle kada se ne radi samo o jednom intervalu već o više njih uzastopce, vrlo su rijetki i posebice privlače pažnju znanstvenika. Neki od ponavljajućih FRB-ova se javljaju periodično, u pravilnim razmacima, svakih nekoliko dana ili mjeseci. Do sada je otkriveno tek nekoliko njih.

Čudan FRB

Novootkriveni FRB 20191221A ima dvije zanimljive karakteristike: moglo bi se reći da istovremeno spada u kategoriju ponavljajućeg i jednokratnog signala te zapravo nije uopće bio "brz". Njegov signal trajao je čak tri sekunde, što je oko 1000 puta duže od prosjeka. Međutim, unutar tog perioda bilo je provala zračenja jačeg intenziteta koje su se pojavljivale svake 0.2 sekunde; fenomen koji nikada do sada nije zabilježen kod FRB-a.

Prvi put ga je detektirao radioteleskop CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) u prosincu 2019., a znanstvenici su odmah znali da su na tragu nečem vrlo neobičnom, piše Science Alert.

"Bilo je čudno. Ne samo da je trajao jako dugo, oko tri sekunde, nego su postojali periodični vrhunci koji su bili nevjerojatno precizni, emitirajući svaki djelić sekunde – bum, bum, bum – poput otkucaja srca. Ovo je prvi put da je sam signal bio periodičan", rekao je astrofizičar Daniele Michilli s Instituta za astrofiziku i istraživanje svemira MIT Kavli.

Što se tiče FRB-ova, još uvijek nije poznato dolaze li od istih izvora, odnosno skriva li se iza njihova nastanka identičan mehanizam. Naime, oni znaju varirati u intenzitetu, valnoj duljini, polarizaciji i disperziji.

Za jedan od njih, detektiran 2020. godine, a koji je stigao iz naše galaksije, utvrđeno je da stiže s određene vrste neutronske zvijezde - magnetara, što ukazuje na to da bi neki jako magnetizirani objekti mogli uzrokovati barem neke od brzih provala radiovalova.

Neutronska zvijezda i pulsari

Magnetar je neutronska zvijezda s izuzetno jakim magnetskim poljem, čiji raspad napaja emisiju ogromne količine visoko-energetskog elektromagnetnog zračenja, naročito X i gama zraka. Neutronske zvijezde kolabirane su jezgre masivnih zvijezda koje su završile sa svojim vijekom trajanja i izbacile većinu svog materijala u svemir. Preostale jezgre još uvijek su masivnije od Sunca (najčešće između 1.38 i 2.1 Sunčeve mase), ali su izuzetno male, promjera samo oko 20 kilometara.

"CHIME je otkrio mnogo FRB-ova s ​​različitim svojstvima. Vidjeli smo da neki dolaze iz vrlo turbulentnih oblaka, dok drugi stižu iz čistog okruženja. Prema svojstvima ovog novog signala možemo zaključiti da oko njegovog izvora postoji oblak plazme koji mora biti izuzetno turbulentan", rekao je Michilli i dodao da FRB 20191221A vjerojatno također stiže s neutronske zvijezde.

Pulsari su neutronske zvijezde koje se okreću jako brzo oko svoje osi i sa svojih polova izbacuju radioemisije tako da se čini da njihov signal pulsira (način na koji dopire signal do nas se može usporediti sa svjetlom svjetionika). Michilli i njegovi kolege analizirali su emisije iz FRB 20191221A i pronašli zajedničke značajke s emisijom iz magnetara i pulsara.

Magnetar na steroidima?

Postoji samo jedan problem. Mada još uvijek nije poznato koliko je dugo FRB 20191221A putovao, vjerojatno je došao iz druge galaksije, a čini se da je njegov signal više od milijun puta svjetliji od magnetara i pulsara u našoj galaksiji, navodi CNN.

"U svemiru nema mnogo stvari koje emitiraju ovako periodične signale. Primjeri iz naše galaksije su radio pulsari i magnetari, koji se okreću i proizvode emisiju sličnu svjetioniku. Stoga bismo mogli reći da ovaj signal dolazi s magnetara ili pulsara na steroidima", našalio se Michilli.

Za sada se FRB 20191221A nije ponovio, dakle ne radi se o pravoj ponavljajućoj brzoj provali radiovalova. Znanstvenici se nadaju da će možda uhvatiti još neke signale iz ovog misterioznog izvora kako bi bolje shvatili od čega je nastao. Namjeravaju pomoću teleskopa CHIME pratiti nebo u potrazi za dodatnim signalima FRB 20191221A ili drugih sličnih, pomalo misterioznih, periodičnih emisija.

Istraživanje naziva Sub-second periodicity in a fast radio burst objavljeno je u časopisu Nature.