Łowcy sygnałów
Historia Fast Radio Bursts (FRB), czyli szybkich błysków radiowych, zaczęła się w Stanach Zjednoczonych 19 lipca 2007 roku. Duncan Lorimer, astronom z Uniwersytetu Zachodniej Wirginii, szukał wtedy pulsarów – szybko obracających się gwiazd neutronowych. Zamiast tego natrafił na coś zaskakującego.
Teleskop zarejestrował błysk radiowy trwający zaledwie 5 milisekund. Sygnał był tak silny, że początkowo Lorimer uznał to za błąd aparatury. „Może to zakłócenie z Ziemi? Mikrofalówka w pobliskiej kuchni?” – zastanawiał się. Sprawdził wszystko dwukrotnie. Błysk pochodził jednak z kosmosu. Bardzo odległego. Obliczenia Lorimera wskazywały, że jego źródło znajdowało się około 3 miliardów lat świetlnych od Ziemi!
„To było jak uderzenie pioruna” – wspominał później naukowiec. Pierwszy FRB, który nazwano od jego nazwiska „Lorimer Burst”, odkrył przed astronomami nowe oblicze kosmosu.
Od 2007 roku naukowcy zarejestrowali tysiące tych tajemniczych kosmicznych „wiadomości”. Nadal jednak nie wiedzą, co je wywołuje ani skąd pochodzą. I kto lub co je wysyła?
Po odkryciu Lorimera rozpoczęły się gorączkowe poszukiwania podobnych sygnałów. Radioteleskopy na całym świecie zaczęły „polowanie” na FRB. W kolejnych latach wykryto dziesiątki, potem setki, a w końcu tysiące błysków radiowych. Niektóre powtarzały się regularnie, inne były jednorazowe. Pochodziły z różnych zakątków wszechświata – od stosunkowo bliskich galaktyk po najbardziej odległe regiony kosmosu. Najdalszy zarejestrowany dotąd FRB podróżował do nas przez 8 miliardów lat świetlnych.
W Kanadzie powstał nawet Teleskop CHIME, specjalnie zaprojektowany do wykrywania FRB. Ten gigantyczny instrument o długości kilku boisk piłkarskich bez przerwy skanuje niebo. W ciągu pierwszego roku działania CHIME wykrył ponad 500 nowych FRB. Obecnie rejestruje kilkaset błysków rocznie.
„To jak obserwowanie fajerwerków na niebie. Nie wiemy, kiedy się pojawią, ale kiedy już wybuchną, są spektakularne” – zauważył dr Kiyoshi Masui z uczelni MIT w Cambridge.
Latarnia UFO
Co może wytwarzać tak potężny sygnał radiowy? Teorie mnożą się jak grzyby po deszczu. Najbardziej prawdopodobna z nich mówi, że błyski tworzą magnetary – gwiazdy z najmocniejszymi polami magnetycznymi we wszechświecie. Te kosmiczne „potwory” mają pole magnetyczne bilion razy silniejsze niż nasze ziemskie. I gdy na ich powierzchni dochodzi do „trzęsienia”, mogą uwolnić ogromną ilość energii, właśnie w postaci błysku radiowego.
Dowody na słuszność tej teorii przyniosło przypadkowe odkrycie w 2020 roku. Magnetar SGR 1935+2154, położony w naszej galaktyce, wystrzelił wtedy potężny błysk radiowy, który jednocześnie zarejestrowały dziesiątki teleskopów. Po raz pierwszy naukowcy bezpośrednio powiązali wtedy FRB z konkretnym źródłem.
Teoria o magnetarach nie wyjaśnia jednak wszystkiego. Niektóre FRB powtarzają się bowiem w regularnych odstępach czasu, co sugeruje zupełnie inne mechanizmy. Może to czarne dziury pochłaniające gwiazdy neutronowe? Albo kosmiczne kolizje? A może sygnały od obcych?
Znany ze swoich kontrowersyjnych teorii prof. Avi Loeb z Harvardu zasugerował, że niektóre FRB mogą być sygnałami zaawansowanych cywilizacji.
„Wyobraźmy sobie kosmiczną latarnię morską. Cywilizacja mogłaby używać potężnych nadajników radiowych do komunikacji między galaktykami lub jako system napędowy dla statków kosmicznych” – wyjaśniał.
Inna teoria mówi o „kosmicznych silnikach” – gigantycznych urządzeniach wykorzystujących energie gwiazd do poruszania całych planet. Każdy impuls ma być według niej sygnałem startowym takiego kosmicznego pojazdu.
Jeszcze bardziej egzotyczną możliwością są tzw. struny kosmiczne – czyli defekty w strukturze przestrzeni-czasu, pozostałości po Wielkim Wybuchu. Zwolennicy tego wytłumaczenia twierdzą, że gdy taka struna kosmiczna ulega zniszczeniu, mogłaby wytworzyć błysk radiowy o charakterystyce podobnej do FRB.
Większość astronomów pozostaje jednak sceptyczna. „Nie potrzebujemy kosmitów, żeby wyjaśnić FRB. Wszechświat sam w sobie jest wystarczająco dziwny i potężny” – uważa dr Sarah Burke-Spolaor z Uniwersytetu Zachodniej Wirginii.
Zagadka wszechświata
Najciekawszą cechą FRB jest to, jak docierają do Ziemi. Sygnały o różnych częstotliwościach przybywają do nas w różnym czasie. Te o niższej częstotliwości są opóźnione. Dzięki temu FRB stają się naturalną sondą kosmosu. Analizując opóźnienia, naukowcy mogą mapować niewidzialną materię między galaktykami i strukturę wszechświata. „Są jak rentgen kosmosu. Pokazują nam rzeczy, których nie możemy zobaczyć w żaden inny sposób” – mówią.
Najnowsze odkrycia sugerują, że FRB mogą pochodzić z różnych typów galaktyk. Niektóre wybuchają w starych, spokojnych galaktykach eliptycznych, inne w młodych, burzliwych galaktykach spiralnych pełnych nowo powstających gwiazd.
Pomimo 18 lat intensywnych badań i tysiąca zarejestrowanych sygnałów, FRB pozostają jedną z największych zagadek współczesnej astronomii. Najdziwniejszy z dotychczas odkrytych – FRB 180916 – powtarza się w cyklu 16-dniowym z niemal zegarową precyzją. Jak kosmiczny puls. Przez cztery dni jest aktywny, potem milczy przez 12 dni.
Inny zagadkowy błysk, FRB 121102, był pierwszym powtarzającym się sygnałem. Naukowcy odkryli, że pochodzi z regionu intensywnego tworzenia się gwiazd w odległej galaktyce. Tylko dlaczego akurat tam? I dlaczego się powtarza?
„Być może każdy FRB ma inne pochodzenie. A wszechświat ma więcej sposobów na tworzenie takich sygnałów, niż nam się wydaje?” – zastanawia się od niemal dwóch dekad dr Duncan Lorimer. I choć nie znalazł nadal sensownej odpowiedzi, naukowiec nie traci nadziei. Jest pewien, że kolejne odkrycia FRB mają szansę zmienić diametralnie naszą wizję kosmosu. Bo każdy nowy błysk to kolejna wskazówka w największej detektywistycznej zagadce wszechświata.
Joanna Tomaszewska
