Астрофізики склали каталог для розв'язання таємниці швидких вибухів радіо

Однією з найбільш незрозумілих загадок сучасної астрофізики є характер швидких вибухів радіо, які були виявлені в 2007 році. Це, здавалося б, рідкісні, надзвичайно яскраві спалахи світла з довжиною радіохвиль. Вони тривають лише мілісекунди; походять поза нашої галактики, Чумацький Шлях; приходять з регіонів з надзвичайно сильними магнітними полями; і пройти через значну кількість газу або пилу до досягнення Землі.

Всі ці факти можуть звучати так, ніби вчені знають багато чого про Fast Radio Bursts. Насправді, ми цього не робимо. Наприклад, хоча ми знаємо, що вони не з нашої галактики, ми не знаємо, звідки саме вони походять. Ми не знаємо, що їх викликає. І ми не впевнені, чи можуть вони бути корисними як космологічні стандарти для вимірювання великомасштабних властивостей нашого Всесвіту.

Було запропоновано десятки теорій про швидкі радіозйомки. Деякі відповідають стандартній фізиці. Інші є більш екзотичними, включаючи космічні струни - гіпотетичні, одновимірні структури, що утворилися у ранньому Всесвіті - або навіть досить химерні: одна теорія припускає, що іноземці несуть відповідальність.

Тепер, намагаючись дізнатися правду про швидкісні вибухи радіостанцій, ми створили каталог, в якому перераховано кожну теорію, а також її плюси і мінуси. Вчені з усього світу можуть зважити, а нові дані та відкриття будуть додані протягом усього процесу.

Деякі з цих даних будуть надходити від проектів на африканському континенті, таких як інтенсивність водню та аналіз в реальному часі (HIRAX), MeerKAT і масив квадратного кілометра (SKA), які, як очікується, виявлять і локалізують тисячі швидких радіо-вибухів.

Ця платформа дасть багато знань. Це також дасть цінну інформацію про наукову соціологію, оскільки міжнародні дослідники працюють разом і, сподіваємося, визначимо найбільш прийнятну модель.

Спектр теорій

Можливо, саме тому, що вони настільки невловими, швидкі вибухи радіостанцій отримали багато уваги з боку астрономів, астрофізиків, космологів і фізиків за роки свого відкриття.

Ось основні теорії, що виникли до цих пір.

• Швидкі вибухи радіозв'язку включають типи нейтронних зірок, такі як пульсари (які швидко обертаються) або магнатари (які дуже сильно намагнічені). Це, мабуть, найбільш правдоподібні теорії, оскільки внутрішні та надзвичайно великі магнітні поля нейтронних зірок можуть природно відповідати енергетичним вимогам для швидких вибухів радіо.
• Зчеплення астрономічних тіл (таких як чорні діри, нейтронні зірки і білі карлики) і їх розпад запропоновано як можливе походження для швидких вибухів радіо.

У таких процесах величезна кількість енергії виділяється за короткий термін. Це могло створити випромінювання, подібне до швидких вибухів радіо.

• Деякі з більш екзотичних моделей мають більш теоретичну основу. Вони включають гіпотетичні об'єкти, такі як кваркові зірки (кварки - субатомні частинки, які утворюють нейтрони і протони), аксіонні зірки (аксіони надзвичайно легкі, гіпотетичні, субатомні частинки), і темна матерія: гіпотетична, неспостережувана речовина, яка вважається причиною 27% загального вмісту речовини Всесвіту.

• Ще одна неймовірна теорія полягає в тому, що швидкі вибухи радіозв'язку нападають на пульсари.

І тоді є припущення, що швидкі вибухи радіо є свідченнями іноземців. Це, безумовно, найбільш незвичайне з запропонованих теорій, але його не можна виключити як можливість.

Хоча навряд чи, швидкі вибухи радіозв'язку можуть бути сигналами з маяка, створеного позаземною цивілізацією, або, можливо, з легких вітрил, які використовують фотони для пересування по галактиці.

У цих моделях існує надзвичайна різниця, і це важка робота, щоб звузити варіанти та досягти консенсусу. З 50 теорій або моделей, запропонованих на сьогоднішній день, тільки три були скасовані. Саме це спонукало нас створити каталог і запросити участь у ширшій науковій спільноті.

Платформа для дебатів

Це нелегке завдання, щоб змусити вчених розмовляти один з одним про швидкі вибухи радіо. Це пояснюється тим, що вчені, про які йдеться, мають різні спеціалізації і з усього світу.

Інтернет-каталог надає відповідну та доступну платформу для обговорення, обговорення та обміну знаннями. Існує також простежувана історія, яка дає нам можливість вивчити, як люди ми разом працюємо над вирішенням наукових проблем - і, можливо, як цей процес можна оптимізувати в майбутньому.

Частина нашої мотивації, як фізиків-теоретиків, полягала в тому, щоб розвивати цю взаємодію і занурюватися в себе. Проблеми багаті, а вода глибока.

Дані про Fast Radio Bursts починають текти, завдяки таким змінам гри, як MeerKAT і HIRAX. Як тільки він прибуде, оглянеться та опубліковані документи, ми зможемо почати виключати теорії і глибше заглиблюватися в життєздатні теорії. Протягом п'яти років цю таємницю можна було вирішити.

Ця стаття спочатку була опублікована на бесіді Емми Платтс і Аманди Велтман. Читайте оригінальну статтю тут.