Astrofysikere laget en katalog for å løse mysteriet om raske radioblaster

En av de mest forbløffende puslespillene i moderne astrofysikk er arten av raske radiobruster, som ble oppdaget i 2007. Disse er tilsynelatende sjeldne, ekstremt lyse lysflammene med radiobølgelengder. De varer bare millisekunder; stammer utenfor vår galakse, melkeveien; kommer fra regioner med enormt sterke magnetfelt; og passere gjennom en betydelig mengde gass eller støv før du når jorden.

Alle disse fakta kan få det til å høres ut som om forskere vet mye om raske radioblaster. I virkeligheten gjør vi det ikke. For eksempel, selv om vi vet at de ikke er fra vår galakse, vet vi ikke nøyaktig hvor de kommer fra. Vi vet ikke hva som forårsaker dem. Og vi er ikke sikre på om de kan være nyttige som kosmologiske standarder for å måle storskalaegenskapene til vårt univers.

Det er blitt foreslått dusinvis av teorier om raske radioblaster. Noen er i samsvar med standardfysikken. Andre er mer eksotiske, inkludert kosmiske strenger - hypotetiske, endimensjonale strukturer dannet i tidlig univers - eller til og med heller bisarre: en teori antyder at romvesener er ansvarlige.

Nå, i et forsøk på å oppdage sannheten om Fast Radio Bursts, har vi opprettet en katalog som lister hver teori sammen med fordeler og ulemper. Forskere fra hele verden kan veie inn, og nye data og funn vil bli lagt til i hele prosessen.

Noen av disse dataene kommer fra prosjekter på det afrikanske kontinentet, som Hydrogen Intensity og Real-Time Analysis eXperient (HIRAX), MeerKAT og Square Kilometer Array (SKA), som forventes å oppdage og lokalisere tusenvis av raske radiobruster.

Denne plattformen vil produsere stor kunnskap. Det vil også gi verdifull innsikt i vitenskapelig sosiologi som internasjonale forskere jobber sammen, og til slutt håper vi å identifisere den mest akseptable modellen.

Et utvalg av teorier

Kanskje nettopp fordi de er så unnvikende, har Fast Radio Bursts fått mye oppmerksomhet fra astronomer, astrofysikere, kosmologer og fysikere i årene siden oppdagelsen.

Dette er de viktigste teoriene som har kommet fram så langt.

• Rask Radio Burst involverer typer neutronstjerner, for eksempel pulsarer (som roterer raskt) eller magnetarer (som er svært magnetiserte). Disse er trolig de mest plausible teoriene, siden nøytronstjerner 'indre og ekstremt store magnetfelter naturlig kan oppfylle energibehovene for raske radiobruster.
• Sammenslåingen av astronomiske kropper (som for eksempel sorte hull, nøytronstjerner og hvite dverger), og deres sammenbrudd, har blitt foreslått som en mulig opprinnelse for Fast Radio Bursts.

I slike prosesser frigjøres enorme mengder energi over korte tidsrammer. Dette kan muligens skape stråling som er forbundet med raske radioblaster.

• Noen av de mer eksotiske modellene har et mer teoretisk grunnlag. De involverer hypotetiske gjenstander som quarkstjerner (kvarker er de subatomære partiklene som utgjør nøytroner og protoner), aksjonsstjerner (axioner er ekstremt lette, hypotetiske, subatomære partikler) og mørk materie: det hypotetiske, uobserverte stoffet som antas å utgjøre 27 prosent av universets totale materieinnhold.

• En annen ganske usannsynlig teori er at raske radioblaster er lynnedslag på pulsarer.

Og så er det forslaget om at raske radioblaster er bevis på romvesener. Det er absolutt den mest uvanlige av de foreslåtte teoriene, men det kan ikke utelukkes som en mulighet enda.

Selv om det ikke er sannsynlig, kan Fast Radio Bursts være signaler fra et fyrtårn som er opprettet av et utenomjordisk sivilisasjon, eller kanskje fra lyse seiler som tar fotoner til å reise over galaksen.

Det er en bemerkelsesverdig variasjon i disse modellene, og det er hardt arbeid å begrense mulighetene og nå konsensus. Av de 50 teoriene eller modellene som er foreslått til dags dato, har bare tre blitt eliminert. Dette førte oss til å sette opp katalogen og invitere engasjement fra det bredere vitenskapelige samfunn.

Plattform for debatt

Det er ingen lett oppgave å få forskere til å snakke med hverandre om raske radioblaster. Det er fordi forskerne har ulike spesialiseringer og er fra hele verden.

Nettkatalogen gir en egnet og tilgjengelig plattform for diskusjon, debatt og deling av kunnskap. Det er også en sporbar historie som skaper en mulighet for oss å studere hvordan mennesker som vi jobber sammen for å løse vitenskapelige problemer - og kanskje hvordan denne prosessen kan optimaliseres i fremtiden.

En del av vår motivasjon, som teoretiske fysikere, var å utvikle dette engasjementet og dykke i oss selv. Problemene er rike og vannet er dypt.

Data om raske radioblaster begynner å hælde inn nå, takket være slike spillvekslere som MeerKAT og HIRAX. Når den kommer, blir undersøkt og papirene publiseres, kan vi begynne å utelukke teorier og grave dypere inn i levedyktige teorier. Innen fem år kan dette mysteriet løses.

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på The Conversation av Emma Platts og Amanda Weltman. Les den opprinnelige artikkelen her.