După câteva descoperiri recente contradictorii, astronomii se apropie de înţelegerea originii misterioaselor „explozii rapide de unde radio” (în limba engleză Fast Radio Burst – FRB), semnale radio extrem de intense, dar de scurtă durată, provenite din spațiul cosmic. Chiar dacă cauza acestor semnale radio puternice este încă necunoscută, dorinţa oamenilor de știință de a afla originea acestora va conduce la o revoluţie în radioastronomie. Se preconizează că în următorul deceniu vom avea capacitatea de a cartografia regiuni ample de pe cer, în timp real, ceea ce înseamnă că originea misterioaselor semnale radio ar putea fi înţeleasă.

Prima explozie rapidă de unde radio, care a durat doar 5 milisecunde, a fost descoperită în anul 2007 de către oamenii de știință din Australia care au analizat datele obţinute de telescopul radio Parkes. Din păcate, semnalul recepţionat atunci nu s-a mai repetat, așa încât acesta nu a putut fi confirmat, în mod independent, de alți astronomi. Au trecut mai mulţi ani înainte ca noi explozii de unde radio să fie detectate în diferite locuri de pe bolta cerească, folosind telescoapele din Arecibo, Puerto Rico și Greenbank, SUA.

Telescopul ParkesTelescopul Parkes. Credit: CSIRO, CC BY-SA

Cu toate acestea, astronomii nu au reușit încă să determine cauza acestor semnale radio. Datorită faptului că acestea sunt de scurtă durată şi foarte intense, nefiind repetitive, s-a sugerat că ele ar putea proveni de la anumite evenimente catastrofale, cum ar fi ciocnirea dintre o stea neutronică cu o gaură neagră. Alte explicații au inclus flash-uri intense de radiații, similare exploziilor solare, provenite de la stelele din galaxia noastră sau, pur și simplu, semnale radio parazit emise de pe Pământ. Unii chiar au speculat că semnalele radio ar fi fost transmise de către civilizații extraterestre îndepărtate.

Rezultate incredibile

În data de 2 martie se părea că misterul acestor semnale radio a fost rezolvat, atunci când oamenii de știință au anunțat detectarea, în timp real, a unui semnal radio urmat de alte semnale de intensitate mai mică care au durat șase zile. Pentru prima dată, ei au putut indica galaxia de unde a provenit semnalul, aceasta aflându-se la o distanţă de circa 6 miliarde de ani-lumină de Pământ. Cercetătorii au sugerat că, cel mai probabil, semnalele radio se datorează ciocnirii a două obiecte compacte, cum ar fi o stea neutronică și o gaură neagră.

Entuziasmul astronomilor a fost însă de scurtă durată. Peste doar câteva zile, alte observații provenite de la telescopul radio Very Large Array au sugerat că rezultatele iniţiale ar putea fi eronate. Semnalul recepţionat de Very Large Array devenea mai puternic, în loc să se estompeze. Prin urmare, cercetătorii au ajuns la concluzia că nu a fost vorba de o explozie rapidă de unde radio, ci mai degrabă de radiațiile emise de o gaură neagră supermasivă din centrul unei galaxii care captează treptat materie din vecinătatea sa. Acesta este un fenomen obişnuit, în centrul unor galaxii din apropierea galaxiei noastre detectându-se anterior surse variabile de unde radio.

Observatorul AreciboObservatorul Arecibo. Credit: H. Schweiker/WIYN și NOAO/AURA/NSF

Pentru ca lucrurile să devină şi mai confuze, astronomii care utilizează telescopul radio Arecibo au anunțat că au descoperit o serie de semnale care se repetă şi despre care ei au susținut că ar putea fi explozii rapide de unde radio. Aceasta este o mare surpriză, deoarece până acum s-a presupus că aceste explozii radio sunt evenimente care nu se repetă. Noile semnale sunt de zece ori mai slabe decât exploziile rapide de unde radio observate anterior, ceea ce înseamnă că acestea ar trebui să aibă proprietăți diferite. Există, de asemenea, o incertitudine cu privire la locaţia exactă a acestor semnale radio pe bolta cerească, astfel încât acestea s-ar putea să nu fie legate de un eveniment catastrofal. Este evident faptul că trebuie să descoperim şi să studiem mai multe explozii rapide de unde radio înainte de a ne pronunţa cu privire la natura și originea lor.

O revoluție tehnologică

Descoperirea şi localizarea cu precizie a acestor explozii de unde radio reprezintă o provocare majoră pentru observatoarele radio, deoarece telescoapele lor au un câmp de vedere relativ îngust. De asemenea, acest lucru constituie o provocare pentru astronomii care studiază alte lungimi de undă ale radiaţiei electromagnetice (cum ar fi razele X sau spectrul vizibil). S-ar putea ca şi aceste radiații să fi fost emise în același eveniment care a cauzat exploziile rapide de unde radio. Dacă semnalul radio ar fi însoţit şi de prezenţa unor radiaţii din alte părți ale spectrului electromagnetic, atunci am putea măsura distanța până la sursa semnalului pentru a încerca să înțelegem cum se produc aceste evenimente.

Gaură neagră supermasivăO gaură neagră supermasivă ar putea provoca exploziile rapide de unde radio? Credit: NASA

Problema de mai sus nu reprezintă o noutate pentru astronomi. Flash-uri intense, de scurtă durată, de raze gamma de înaltă energie (radiaţiile gamma au o energie mult mai mare decât undele radio) au fost descoperite de către sateliții militari în anii 1960 și au fost denumite „explozii de raze gamma”. Acestea au rămas un mister până când ele au putut fi localizate pe cer cu o precizie suficientă pentru ca şi alte telescoape (care observă bolta cerească pe alte lungimi de undă) să ajute la căutarea lor. Oamenii de știință care utilizează diferite telescoape au constatat, în cele din urmă, că acestea provin din afara galaxiei noastre. O revoluție în ceea ce priveşte înțelegerea acestor explozii de raze gamma s-a produs odată cu lansarea satelitului Swift al NASA. Acesta localizează cu precizie exploziile gamma și transmite în mod automat, şi în timp real, coordonatele acestora telescoapelor robotizate de la sol, pentru ca acestea să le observe în detaliu.

În domeniul radioastronomiei se vor putea efectua noi descoperiri prin modernizarea observatoarelor existente, dar şi datorită construcţiei celui mai mare telescop radio, Square Kilometer Array (SKA), cel care în deceniul următor ar putea revoluţiona această ramură a astronomiei. SKA va fi o uriașă rețea de antene radio care va observa o mare parte a cerului şi va putea crea hărți exacte, în orice moment, utilizând tehnologia de detectare rapidă a exploziilor de unde radio.

Radiotelescopul Square Kilometre ArrayRadiotelescopul Square Kilometre Array. Credit: SKA Project Development Office şi Swinburne Astronomy Productions, CC BY-ND

Datele colectate de radiotelescoape nu pot fi stocate în totalitate, astfel încât astronomii vor trebui să dezvolte componente hardware și software sofisticate pentru analiza datelor existente, în timp real. În acest fel se vor putea capta și identifica evenimente trecătoare cum ar fi exploziile rapide de unde radio.

Pentru aceasta, s-ar părea că trebuie să depăşim o mulţime de obstacole, dar să nu uităm că ştiinţa şi tehnologia avansează rapid. În concluzie, s-ar putea ca în următorul deceniu, sau peste două decenii, să aflăm dacă „exploziile rapide de unde radio” provin de la extratereștri, de la evenimente cataclismice… sau doar de la microundele din bucătăriile noastre.

Traducere şi adaptare după Message from aliens or colliding objects? The hunt for enigmatic radio bursts is about to get real