Астрофизики составили каталог, чтобы разгадать тайну быстрых радиовсплесков

Одна из самых загадочных загадок современной астрофизики - природа быстрых радиовсплесков, которые были обнаружены в 2007 году. Это, по-видимому, редкие, чрезвычайно яркие вспышки света с радиоволнами. Они длятся всего миллисекунды; возникли за пределами нашей галактики, Млечного Пути; приходят из регионов с чрезвычайно сильными магнитными полями; и пройти через значительное количество газа или пыли, прежде чем достичь Земли.

Все эти факты могут звучать так, как будто ученые знают много о быстрых радиовсплесках. На самом деле, мы этого не делаем. Например, хотя мы знаем, что они не из нашей галактики, мы не знаем, откуда именно они. Мы не знаем, что их вызывает. И мы не уверены, могут ли они быть полезны в качестве космологических стандартов для измерения крупномасштабных свойств нашей вселенной.

Десятки теорий о быстрых радиовсплесках были предложены. Некоторые соответствуют стандартной физике. Другие более экзотичны, в том числе космические струны - гипотетические, одномерные структуры, сформированные в ранней вселенной - или даже довольно странные: одна теория предполагает, что ответственность несут инопланетяне.

Теперь, чтобы узнать правду о быстрых радиовспышках, мы создали каталог, в котором перечислены все теории, а также их плюсы и минусы. Ученые со всего мира могут принять участие, и новые данные и открытия будут добавляться на протяжении всего процесса.

Некоторые из этих данных будут получены из проектов на африканском континенте, таких как eXperient для анализа интенсивности водорода и анализа в реальном времени (HIRAX), MeerKAT и квадратного километража (SKA), которые, как ожидается, обнаружат и локализуют тысячи быстрых радиовсплесков.,

Эта платформа даст много знаний. Это также даст ценную информацию о научной социологии, так как международные исследователи работают вместе и, в конечном итоге, мы надеемся, определить наиболее приемлемую модель.

Ряд теорий

Возможно, именно потому, что они так неуловимы, быстрые радиовсплески получили много внимания со стороны астрономов, астрофизиков, космологов и физиков за годы, прошедшие с момента их открытия.

Это основные теории, которые возникли до сих пор.

• Быстрые радиовсплески включают в себя типы нейтронных звезд, такие как пульсары (которые быстро вращаются) или магнитары (которые сильно намагничены). Это, вероятно, наиболее правдоподобные теории, поскольку внутренние и чрезвычайно большие магнитные поля нейтронных звезд могут естественным образом удовлетворять энергетическим требованиям для быстрых радиовсплесков.
• Слияние астрономических тел (таких как черные дыры, нейтронные звезды и белые карлики) и их коллапс было предложено в качестве возможного источника быстрых радиовсплесков.

В таких процессах огромное количество энергии выделяется в короткие сроки. Это может создать радиацию, похожую на быстрые радиовсплески.

• Некоторые из более экзотических моделей имеют более теоретическую основу. Они включают гипотетические объекты, такие как кварковые звезды (кварки - это субатомные частицы, которые составляют нейтроны и протоны), аксионные звезды (аксионы - чрезвычайно легкие, гипотетические, субатомные частицы) и темная материя: гипотетическая ненаблюдаемая материя, которая, как полагают, объясняет 27 процентов от общего содержания материи во вселенной.

• Другая довольно невероятная теория заключается в том, что быстрые радиовсплески поражают молнией пульсаров.

И затем есть предположение, что быстрые радио-взрывы являются свидетельством инопланетян. Это, безусловно, самая необычная из предложенных теорий, но пока нельзя исключать такую ​​возможность.

Хотя маловероятно, что быстрые радиовсплески могут быть сигналами от маяка, созданного внеземной цивилизацией, или, возможно, от легких парусов, которые используют фотоны для перемещения по галактике.

В этих моделях есть замечательные различия, и трудно сузить варианты и достичь консенсуса. Из 50 теорий или моделей, предложенных на сегодняшний день, только три были исключены. Это то, что побудило нас создать каталог и привлечь участие более широкого научного сообщества.

Платформа для дебатов

Нелегко заставить ученых говорить друг с другом о быстрых радиовсплесках. Это потому, что исследователи имеют разные специальности и со всего мира.

Онлайновый каталог предоставляет удобную и доступную платформу для дискуссий, дебатов и обмена знаниями. Существует также прослеживаемая история, которая дает нам возможность изучить, как люди, с которыми мы работаем вместе, для решения научных проблем, и, возможно, как этот процесс можно оптимизировать в будущем.

Как физики-теоретики, частью нашей мотивации было развитие этого занятия и погружение в себя. Проблемы богаты, а воды глубоки.

Данные о Fast Radio Bursts теперь начинают поступать благодаря таким игрокам, которые меняют правила игры, например, MeerKAT и HIRAX. Когда он прибудет, будет изучен и опубликован, мы сможем начать исключать теории и углубляться в жизнеспособные теории. В течение пяти лет эта загадка может быть раскрыта.

Эта статья была первоначально опубликована в «Разговоре» Эммой Платтс и Амандой Уэлтман. Прочитайте оригинальную статью здесь.