Vedci odhalili tajomstvo záhadných signálov z vesmíru. Milisekundové záblesky poznajú svoj zdroj

Predstav si niečo také silné, že to dokáže svojím jasom zatieniť celú galaxiu, no trvá to iba zlomok sekundy. Presne takéto sú rýchle rádiové záblesky (FRB) – jedny z najzáhadnejších javov, ktoré náš vesmír ponúka. Už roky astrofyzici pátrajú po ich pôvode a zdroji. Zdá sa, že konečne máme v rukách kľúč k ich tajomstvu.

Informujú o tom weby tvnoviny v kolaborácii s Astronomickým ústavom SAV a celý jav približuje aj vedanadosah.

Obrovská energia v okamihu

Tieto záhadné signály trvajú len milisekundy. Počas tohto kratučkého momentu vyprodukujú toľko energie, koľko naše Slnko vyžiari za niekoľko mesiacov až rokov. Niekto akoby stlačil energiu niekoľkých mesiacov slnečného svitu do jednej tisíciny sekundy.

„Pozorovali sme záblesky s mimoriadnou intenzitou,“ vysvetľuje Ján Svoreň z Astronomického ústavu Slovenskej akadémie vied. Tieto kozmické ohňostroje patria k najjasnejším úkazom vo vesmíre.

Pavol Bobík, astrofyzik z Ústavu experimentálnej fyziky SAV v Košiciach, dodáva: „Počas krátkeho momentu takýto záblesk presvieti všetky ostatné signály. To naznačuje, že objekt, z ktorého pochádza, musí byť relatívne malý.“ Práve táto kombinácia malého objemu a obrovskej energie robí tieto javy fascinujúcimi.

Prelomový objav vedcov

Vedcom z Massachusetts Institute of Technology (MIT) sa podaril prelomový objav. Vystopovali jeden z takýchto zábleskov s označením FRB 20221022A na vzdialenosť približne 200 miliónov svetelných rokov. Našli ho len niekoľko kilometrov od neutrónovej hviezdy.

Tím MIT skúmaním kolísania jasu záblesku dospel k záveru, že vznikol veľmi blízko svojho zdroja. Signál FRB 20221022A pravdepodobne pochádza zo vzdialenosti len 10 000 kilometrov od blízkej rotujúcej neutrónovej hviezdy, čo je vo vesmírnom meradle veľmi blízko (menej ako vzdialenosť medzi New Yorkom a Singapurom).

„Neutrónová hviezda predstavuje pozostatok po hviezdach, ktoré prešli fázou supernovy,“ vysvetľuje Bobík podstatu týchto extrémnych vesmírnych objektov. Keď veľká hviezda exploduje ako supernova, jej jadro sa môže zrútiť do neutrónmi naplnenej gule s neuveriteľnou hustotou.

Neutrónové hviezdy: extrémne objekty vesmíru

Neutrónové hviezdy sú pozostatky po výbuchu supernov, ktoré majú hmotnosť Slnka stlačenú do veľkosti mesta. Ich magnetické pole je také silné, že dokáže doslova roztrhať atómy na kusy.

Svoreň dopĺňa: „Naše Slnko by po takomto zrútení malo priemer len niekoľko kilometrov. Tieto hviezdy majú veľmi mohutnú magnetosféru, preto ich nazývame aj magnetarmi.“ V podstate ide o kozmické objekty s najsilnejšími magnetickými poľami, aké poznáme.

„V okolí týchto vysoko magnetických neutrónových hviezd, známych ako magnetary, nemôžu existovať ani samotné atómy, pretože sú doslova roztrhané extrémnymi magnetickými silami,“ vysvetľuje Dr. Kiyoshi Masui z MIT.

Kenzie Nimmová, hlavná autorka a postdoktorandka na MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, uviedla, že v týchto prostrediach neutrónových hviezd sú magnetické polia skutočne na hranici toho, čo môže vesmír vyprodukovať.

Ako vznikajú tieto záhadné záblesky

Práve v týchto mohutných magnetosférach, ktoré svojou silou dokážu doslova trhať atómy na časti, vznikajú tieto tajomné záblesky. V takom extrémnom prostredí sa energia môže postupne hromadiť, až kým nedosiahne kritický bod, kedy sa prudko uvoľní v podobe záblesku.

„Je to, ako keď naťahujete a krútite obrovskú magnetickú pružinu,“ vysvetľuje Dr. Masui. „V určitom momente sa musí nahromadená energia niekam uvoľniť.“

Magnetické pole v týchto oblastiach je také silné, že by dokázalo vymazať všetky informácie z kreditných kariet na Zemi, aj keby sa nachádzali v polovičnej vzdialenosti na ceste k Mesiacu.

Vedci dokázali tieto záblesky vystopovať aj vďaka charakteristickej polarizačnej krivke v tvare písmena S. Kanadský experiment mapovania intenzity vodíka (CHIME) od roku 2020 výrazne zvýšil detekciu FRB. V roku 2022 CHIME zaznamenal FRB 20221022A, ktorý trval približne dve milisekundy.

Tím MIT objavil v spolupráci s kanadskou McGill University pomocou tejto metódy jedinečnú charakteristiku FRB 20221022A: jeho svetlo vykazovalo výraznú polarizačnú krivku v tvare písmena S. Tento tvar jasne naznačuje, že záblesky pochádzajú z rotujúceho objektu – ďalší dôkaz spojitosti s neutrónovými hviezdami, ktoré sa typicky veľmi rýchlo otáčajú okolo svojej osi.

Vzácne signály z hĺbok vesmíru

Napriek pokroku v ich detekcii rýchle rádiové záblesky zostávajú mimoriadne vzácnymi javmi. „Sú to naozaj vzácne úkazy. Súčasné experimenty zachytia niekoľko zábleskov za deň. Treba si však uvedomiť, že ide o niekoľko signálov v okruhu pár miliárd svetelných rokov. To znamená, že ide o veľmi, veľmi vzácne javy,“ uzatvára Bobík.

Objav vedcov z MIT prináša prvý presvedčivý dôkaz. Rýchle rádiové záblesky môžu vznikať priamo v magnetosfére neutrónovej hviezdy. Práve tam pôsobia najsilnejšie známe magnetické polia vo vesmíre. Výskum tiež objasňuje intenzívny únik rádiových signálov z tohto extrémneho prostredia.

Čítajte viac z kategórie: Inovácie a Eko