Semnale misterioase din cosmos: două explozii radio rapide, descoperite în locuri surprinzător de diferite

Exploziile radio rapide (“fast radio bursts” – FRB), scurte impulsuri intense de unde radio din spațiu care durează doar câteva milisecunde, continuă să intrige comunitatea științifică. Descoperite pentru prima dată în 2007, aceste semnale misterioase emit într-un timp extrem de scurt o cantitate de energie echivalentă cu cea pe care Soarele o eliberează într-o zi. Patru studii recente au oferit informații noi despre originea acestor semnale enigmatice, dezvăluind că două dintre ele provin din medii radical diferite.

Ce sunt FRB-urile și de ce contează?

FRB-urile sunt semnale radio de o intensitate remarcabilă, care provin din adâncurile spațiului cosmic. Acestea au fost observate până acum atât în galaxia noastră, Calea Lactee, cât și la distanțe de până la 8 miliarde de ani-lumină. Cu toate acestea, originea și mecanismul care le generează rămân în mare parte necunoscute. Cele patru studii recente aruncă o nouă lumină asupra acestor fenomene, ajutând cercetătorii să înțeleagă mai bine dinamica universului.

Două semnale, două origini diferite

Primul semnal, denumit FRB 20221022A, a fost detectat de telescopul radio CHIME (“Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment”) din Columbia Britanică, Canada. Acesta a durat doar 2,5 milisecunde și a prezentat o polarizare ridicată, indicând că undele radio au urmat o traiectorie specifică, asemănătoare unui „S” lin. Analizele au sugerat că semnalul provine din apropierea unui magnetar – o stea neutronică extrem de magnetizată.

Cercetătorii au localizat sursa semnalului într-o galaxie aflată la 200 de milioane de ani-lumină distanță. Mai mult, au reușit să identifice regiunea exactă de unde a provenit explozia: o zonă magnetosferică situată la doar 10.000 de kilometri de magnetar, o distanță incredibil de mică la scara cosmică. Potrivit cercetătorilor, această regiune este atât de extremă încât atomii sunt destrămați de cămpurile magnetice intense.

Cel de-al doilea semnal, FRB 20240209A, a fost detectat între februarie și iulie 2024 și a produs 21 de impulsuri repetitive. Acesta provine din marginea unei galaxii „moarte”, vechi de 11,3 miliarde de ani, situată la 2 miliarde de ani-lumină distanță. Galaxia respectivă este una dintre cele mai masive descoperite până acum ca gazdă a unui FRB. Semnalul a fost localizat într-o regiune unde nu există aproape deloc stele noi, ceea ce ridică întrebări despre mecanismele care au generat această explozie radio.

O ilustrație artistică prezintă unde radio și raze X emise de un magnetar, o rămășiță stelară extrem de magnetizată. Magnetarii sunt considerați o sursă probabilă pentru multe explozii radio rapide. (Foto: ESA/CNN)

Instrumente revoluționare pentru cercetare

Telescopul CHIME, care a devenit operațional în 2020, a jucat un rol crucial în detectarea acestor semnale. Dotat cu patru receptori mari în formă de semicilindri, CHIME a permis descoperirea a mii de FRB-uri până în prezent. Pentru FRB 20240209A, cercetătorii au folosit telescoape suplimentare, precum cele de la Observatoarele W. M. Keck și Gemini din Hawaii, pentru a determina mai multe detalii despre galaxia gazdă.

Teorii și implicații științifice

Cercetătorii propun două modele principale pentru formarea FRB-urilor:

1. Originea internă – semnalul este generat într-o regiune apropiată de steaua neutronică, unde câmpurile magnetice intense reconfigurează energia pentru a produce unde radio vizibile.
2. Originea externă – semnalul apare într-o regiune mai depărtată, ca rezultat al unei unde de șoc lansate de stea.

FRB 20221022A pare să susțină prima teorie, deoarece semnalul prezenta un efect de scintilație („twinkle”) similar cu modul în care stelele păr clipește pe cerul nopții. Această descoperire indică faptul că regiunea de emisie este extrem de mică și apropiată de magnetar.

Pe de altă parte, FRB 20240209A sugerează că explozia a avut loc într-o regiune de la marginea galaxiei, unde condițiile sunt complet diferite. Acest lucru indică posibilitatea existenței unor mecanisme variate care pot genera astfel de semnale.

Această imagine, realizată cu un telescop al Observatorului Gemini din Hawaii, arată distanța dintre explozia radio rapidă (marcată cu un oval) și galaxia sa gazdă (marcată cu o cruce). (Foto: Tarraneh Eftekhari/Universitatea Northwestern/CNN)

Concluzii și viitorul cercetărilor

Aceste descoperiri subliniază complexitatea și diversitatea FRB-urilor, deschizând noi direcții de cercetare. Instrumentele avansate, precum CHIME, combinate cu telescoapele auxiliare, vor continua să joace un rol esențial în descoperirea și analizarea acestor fenomene. Cercetătorii speră să identifice tipare și să stabilească legături mai clare între tipurile de galaxii gazdă și mecanismele care generează FRB-urile.

„Este clar că universul mai are multe secrete de dezvăluit, iar mediile în care se formează FRB-urile ar putea deține cheia pentru înțelegerea acestor fenomene”, a declarat Tarraneh Eftekhari, citat de CNN, unul dintre autorii studiilor recente. Pe măsură ce tehnologia avansează, știința continuă să facă pași importanți spre dezlegarea acestui mister cosmic.