أصبحت الرشقات الراديوية السريعة (FRBs) محط تركيز رئيسي للبحث في العقد الماضي. في علم الفلك الراديوي ، تشير هذه الظاهرة إلى نبضات راديوية عابرة قادمة من مصادر كونية بعيدة ، والتي تستغرق عادةً بضع ثوانٍ فقط في المتوسط. منذ اكتشاف الحدث الأول في عام 2007 ("Lorimer Burst") ، تمت ملاحظة أربعة وثلاثين FRBs ، لكن العلماء لا يزالون غير متأكدين من أسبابها.
مع النظريات التي تتراوح من انفجار النجوم والثقوب السوداء إلى النجوم النابضة والمغناطيسية - وحتى الرسائل القادمة من الذكاء خارج الأرض (ETIs) - تم تصميم الفلكيين لمعرفة المزيد عن هذه الإشارات الغريبة. وبفضل دراسة جديدة أجراها فريق من الباحثين الأستراليين ، الذين استخدموا مصفوفة الكيلومتر الأسترالية المصفوفة Pathfinder (ASKAP) ، تضاعف عدد المصادر المعروفة لـ FRBs تقريبًا.
الدراسة التي تفصل أبحاثهم التي ظهرت مؤخراً في المجلة طبيعة, بقيادة الدكتور ريان شانون - باحث من جامعة سوينبرن للتكنولوجيا ومركز التميز ARG - وشملت أعضاء من المركز الدولي لبحوث الفلك الراديوي (ICRAR) ، والمرفق الوطني لتلسكوب أستراليا (ATNF) ، ومركز البحوث الزراعية مركز التميز للفيزياء الفلكية لجميع السماء (CAASTRO) وجامعات متعددة.
كما ذكروا في دراستهم ، فقد أعاقت عدد من العوامل محاولات فهم FRBs ككل. أولاً ، تم إجراء عمليات بحث سابقة باستخدام مقاريب تختلف من حيث الحساسية ، في مجموعة من الترددات الراديوية المختلفة ، وفي بيئات ذات مستويات مختلفة من تداخل الترددات الراديوية - والتي هي نتيجة للنشاط البشري.
ثانيًا ، كانت عمليات البحث السابقة معقدة بسبب الطبيعة العابرة للمصادر وضعف الدقة الزاوية لأدوات الكشف ، مما أدى إلى عدم اليقين عندما يتعلق الأمر بمصادر FRBs وسطوعها. ولمعالجة ذلك ، أجرى الفريق مسحًا لاسلكيًا واسع النطاق يتم التحكم فيه جيدًا لسلسلة من الرشقات التي تم اكتشافها في عام 2016 وتم تتبعها إلى مجرة قزمة تقع على بعد 3.7 مليار سنة ضوئية.
أجرى الفريق هذا المسح باستخدام مصفوفة ASKAP ، أسرع تلسكوب مسح لاسلكي في العالم يقع في غرب أستراليا. صُممت مجموعة ASKAP وهندستها من قبل منظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية (CSIRO) ، وهي تتكون من 36 هوائيًا "طبقًا" تنتشر عبر امتداد تضاريس يبلغ قطرها 6 كيلومترات (3.7 ميل).
باستخدام هذا المصفوفة ، التي هي مقدمة لتلسكوب صفيف الكيلومتر المربع (SKA) المستقبلي ، قام فريق البحث بمسح الاندفاعات القادمة من هذا المصدر الكوني البعيدة. بالإضافة إلى العثور على المزيد من FRBs في عام واحد من أي مسح سابق ، لاحظوا أيضًا أن الإشارات تأتي من مصادر أبعد بكثير مما كان يعتقد سابقًا. كما شرح الدكتور شانون في بيان صحفي لـ ICRAR:
"لقد وجدنا 20 انفجارًا لاسلكيًا سريعًا في عام واحد ، وهو ضعف العدد المكتشف في جميع أنحاء العالم تقريبًا منذ اكتشافها في عام 2007. وباستخدام التكنولوجيا الجديدة من أستراليا Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) ، أثبتنا أيضًا أن الاندفاعات اللاسلكية السريعة قادمون من الجانب الآخر من الكون وليس من جوارنا المجري ".
أجريت ملاحظات المتابعة التي أجريت بين 8 و 46 يومًا بعد عمليات الكشف الأولية التي وجدت أن أيا من الرشقات لم تتكرر. كما اشتملت الاندفاعات العشرون التي اكتشفوها على أقرب مصادر لوحظت على الإطلاق ، ناهيك عن ألمع. كما أظهرت النتائج التي توصلوا إليها أن هناك علاقة بين تشتت الاندفاع والسطوع ، وكذلك الشدة والمسافة.
ويرجع السبب في ذلك إلى حقيقة أن المزيد من الانفجارات البعيدة تسافر لمليارات السنوات الضوئية قبل الوصول إلى الأرض. في أثناء رحلتهم ، يمرون عبر المواد الواقعة بين المصدر والأرض (مثل سحب الغاز) ، والتي لها تأثير عليها. كما شرح الدكتور جان بيير ماكوارت ، من عقدة جامعة كيرتن في ICRAR ومؤلف مشارك في الورقة:
"في كل مرة يحدث هذا ، تتباطأ الأطوال الموجية المختلفة التي تشكل الاندفاع بكميات مختلفة. في نهاية المطاف ، يصل الاندفاع إلى الأرض مع انتشاره لأطوال الموجة التي تصل إلى التلسكوب في أوقات مختلفة قليلاً ، مثل السباحين عند خط النهاية. يخبرنا توقيت وصول الأطوال الموجية المختلفة عن مقدار المواد التي مرت بها الاندفاع خلال رحلتها. ولأننا أظهرنا أن الاندفاعات اللاسلكية السريعة تأتي من أماكن بعيدة ، يمكننا استخدامها للكشف عن جميع المواد المفقودة الموجودة في الفضاء بين المجرات - وهو اكتشاف مثير حقًا ".
بفضل هذه المجموعة الأخيرة من الاكتشافات ، يفهم العلماء الآن أن FRBs التي اكتشفت حتى الآن نشأت على الجانب الآخر من الكون ، وليس داخل مجرتنا. ومع ذلك ، ما زلنا لا نقترب من تحديد أسبابها أو المجرات التي تأتي منها. ولكن مع عينة البحث التي تتكون الآن من 48 اكتشافًا ، من المرجح أن يتعلم الباحثون الكثير في السنوات القادمة.
بالنسبة للدكتور شانون وفريقه البحثي ، سيكون التحدي التالي هو تحديد مواقع الرشقات في السماء. وقال "سنكون قادرين على توطين الاندفاعات إلى أفضل من ألف درجة". "يتعلق هذا بعرض شعر بشري يُرى على بعد عشرة أمتار ، وهو جيد بما يكفي لربط كل رشقة بمجرة معينة."
وفي غضون ذلك ، من المتوقع أن تؤدي دراسة FRBs إلى بعض الاختراقات الرئيسية في علم الفلك. بالفعل ، استخدم فريق من باحثي CSIRO مرصد Parkes في أستراليا للكشف عن FRB في عام 2016 ، والذي تم رصده بعد ذلك من قبل مراصد متعددة حول العالم. ونتيجة لذلك ، تمكن الفريق من تحديد المصدر (على بُعد 6 مليارات سنة ضوئية من مجرة إهليلجية) وتحديد الانزياح الأحمر للإشارة.
سمح هذا الإنجاز غير المسبوق لفريق البحث بقياس كثافة المادة المتداخلة بين هذه المجرة والأرض ، والتي أكدت أن نماذجنا الحالية لقياس كثافة المادة في الكون صحيحة. وبعبارة أخرى ، تمكن الفريق من العثور على "المادة المفقودة" للكون باستخدام FRBs كعصا قياس. أو كما قال الدكتور جان بيير ماكوارت ، كبير المحاضرين في جامعة كيرتن وأحد العلماء المسؤولين عن الاكتشاف:
"[FRBs] ، في الواقع ، مختبرات فيزيائية تتحقق من تطرف المادة والطاقة التي لا يمكننا الوصول إليها في مختبرات الأرض. وهذا النوع من الفيزياء بالتحديد هو الذي سيدفع بالتقدم المستقبلي للتكنولوجيا في الأجيال القادمة ".
حددت الأبحاث الحديثة أيضًا أن FRBs هي حدث كوني شائع جدًا ، يحدث مرة واحدة كل ثانية في عالمنا. مع أدوات المراقبة القوية التي ستصبح متاحة على الإنترنت قريبًا - مثل مصفوفة الكيلومتر المربع (SKA) ، والمصفوفة الملليمترية الكبيرة في أمريكا اللاتينية (LLAMA) وتلسكوب راديو Qitai 110m - من المؤكد أن العلماء سيراقبون المزيد من FBRs في المستقبل القريب.
مع كل اكتشاف جديد ، نقف لمعرفة المزيد حول أسباب هذه الومضات الغريبة ، وكيف يمكن استخدامها لفتح أسرار الكون. في هذه الأثناء ، تأكد من التحقق من هذه المقابلة مع د. شانون وفريق الاكتشاف ، بإذن من CSIRO:
