Czym są szybkie impulsy radiowe? Tajemnicze sygnały trwające milisekundy z głębin przestrzeni kosmicznej

Szybki impuls radiowy, czyli FRB, to krótki, ale niezwykle potężny błysk fal radiowych, trwający od ułamka milisekundy do kilku sekund, zgodnie z wpisem angielskiej Wikipedii na temat tego zjawiska. W tej ułamku sekundy typowy impuls uwalnia mniej więcej tyle samo energii, co Słońce emituje przez trzy dni, stwierdza to samo źródło.

Jak odkryte zostały FRB

Pierwszy szybki impuls radiowy został zidentyfikowany w 2007 roku przez astronomów Duncana Lorimera i Davida Narkevica, którzy znaleźli go podczas ponownego badania archiwalnych danych ankiety pulsarów zarejestrowanych w 2001 roku; zdarzenie to jest teraz znane jako Impuls Lorimera, zgodnie z Wikipedią. Wykrycie w czasie rzeczywistym nowego impulsu nie miało miejsca aż do stycznia 2015 roku w Obserwatorium Parkesa w Australii, stwierdza ten sam wpis.

Od tamtej pory dedykowane teleskopy radiowe zamieniły poszukiwanie FRB w rutynową część astronomii. Kanadyjski teleskop CHIME kataloguje setki impulsów od 2018 roku, australijska tablica ASKAP pomogła zlokalizować domowe galaktyki kilku jednorazowych impulsów, a południowoafrykański teleskop MeerKAT — poprzez projekt MeerTRAP — stał się kluczowy dla niedawnych odkryć, zgodnie z Wikipedią i relacją NASA na temat udziału teleskopu Webb w badaniach FRB.

Dlaczego temat znowu pojawił się w wiadomościach

8 października 2026 roku naukowcy pod kierownictwem Manishy Caleb i Themiya Nanayakkary z Uniwersytetu w Sydney opublikowali wyniki w czasopiśmie Science opisujące FRB 20240304B, najbardziej odległy szybki impuls radiowy zidentyfikowany do tej pory, zgodnie z NASA i raportem w The Conversation. System MeerTRAP teleskopu MeerKAT po raz pierwszy wykrył impuls 4 marca 2024 roku, a kosmiczny teleskop James Webb został następnie wykorzystany do znalezienia i zbadania jego galaktyki macierzystej, stwierdza NASA.

Przyrządy NIRCam i NIRSpec teleskopu Webb umieściły galaktykę gospodarza impulsu przy kosmologicznym przesunięciu ku czerwieni 2,148, co oznacza, że sygnał opuścił swoje źródło około 3 miliardów lat po Wielkim Wybuchu i podróżował mniej więcej 10,6 miliardów lat, zanim dotarł na Ziemię, zgodnie z NASA i The Conversation. To ponad dwukrotnie przekracza odległość poprzedniego rekordzisty, donosi phys.org.

Zaskakująco mała galaktyka macierzysta

To, co uderzyło zespół badawczy, nie była tylko odległość, ale typ galaktyki, z której pochodził impuls. The Conversation informuje, że galaktyka macierzysta zawiera tylko około 10 milionów mas Słońca — około 1000 razy mniej masywna niż galaktyki, które zwykle są gospodarzami FRB — i ma niskie poziomy ciężkich pierwiastków, aktywnie formując nowe gwiazdy. Współautor Laura Driessen opisała galaktykę jako "zaskakująco małą, ubogą w metale i przechodzącą bardzo aktywny epizod tworzenia gwiazd", według phys.org.

Ta kombinacja ma znaczenie dla teorii na temat tego, co powoduje FRB w pierwszej kolejności.

Uważane za przyczyny szybkich impulsów radiowych

Pomimo prawie dwóch dekad badań, astronomowie nie doszli do pojednoczenia co do jednej przyczyny FRB, a Wikipedia wymienia kilka proponowanych źródeł, w tym magnetary, fuzje gwiazd neutronowych, supernowe i procesy w pobliżu czarnych dziur. Najsilniejsze bezpośrednie dowody dotychczasowe łączą FRB z magnetarami — młodymi gwiazdami neutronowymi z niezwykle potężnymi polami magnetycznymi — po tym, jak impuls został prześledzony w kwietniu 2020 roku do galaktycznego magnetara SGR 1935+2154, po raz pierwszy FRB został połączony ze specyficznym znanym obiektem, zgodnie z Wikipedią.

Nowe ustalenia na temat FRB 20240304B wzmacniają wyjaśnienie magnetara w stosunku do teorii fuzji gwiazd neutronowych, informuje NASA, ponieważ fuzje dwóch gwiazd neutronowych typowo mają miejsce przez długi czas po tworzeniu gwiazd, podczas gdy młody wiek tej galaktyki macierzystej i intensywne tworzenie gwiazd lepiej pasują do magnetarów, które formują się wkrótce po wybuchu masywnych gwiazd jako supernowe.

Powtarzające się versus jednorazowe impulsy

Większość dotychczasowo wykrytych FRB wydaje się błyskać tylko raz, ale niektóre źródła się powtarzają. Wikipedia zauważa, że FRB 121102, znaleziony w 2012 roku, był pierwszym potwierdzonym źródłem powtarzającym się, zlokalizowanym w galaktyce około trzech miliardów lat świetlnych. Inne źródło, FRB 180916, jest niezwykłe ze względu na pulsowanie w mierzalnym harmonogramie — mniej więcej co 16,35 dni — co czyni go jedynym znanym FRB o regularnym okresie, zgodnie z tym samym wpisem.

Godne uwagi szybkie impulsy radiowe na pierwszy rzut oka

Czego FRB mogą nauczyć astronomów

Poza pochodzeniem, naukowcy używają FRB jako sond kosmicznych. The Conversation informuje, że fale radiowe z FRB 20240304B przeszły przez około 80% historii kosmicznej, niosąc informacje o polach magnetycznych, swobodnych elektronach i naładowanej materii rozproszonej w wielkiej części niewidocznej przestrzeni między galaktykami — materiale, który w inny sposób jest bardzo trudno obserwować bezpośrednio.

Dlatego The Conversation opisuje impuls jako nadzwyczajnie bogate źródło informacji o częściach wszechświata, które w inny sposób jest trudne bezpośrednio badać, przypisując to spostrzeżenie badaczom tego badania.