نقش "فوران‌های زودگذر رادیویی" در کاوش ماده پنهان کیهان

* گروهی از دانشمندان به رهبری مشترک ویکرام راوی از کلتک (Caltech) و رایان شنون از دانشگاه کرتین، درخشان‌ترین فوران زودگذر رادیویی که تاکنون دیده شده، به نام 150807 FRB را مشاهده کرده‌اند. 
* فوران‌های زودگذر رادیویی (FRBها)، درخشش‌های رازگونه‌ای از امواج رادیویی هستند که از بیرون از کهکشان راه شیری سرچشمه می‌گیرند.

در این تصویر شدت FRB 150807 در برخی از بسامدهای رادیویی با رنگ‌های گوناگون نمایش داده شده. رنگ سرخ نماینده‌ی بسامدهای پایین‌تر است و رنگ آبی هم بسامدهای بالاتر. محور x زمان را نشان می‌دهد. ساختار ریز درون فوران نوسان یا چشمک آنست: پرتوها در بسامدهای گوناگون، به شیوه‌های گوناگون با هم اندرزنشِ (تداخلِ) سازنده و ویرانگر می‌کنند. این الگو بینش‌هایی درباره‌ی آشفتگی پلاسما در راستای فوران به ما می‌دهد.

گرچه اخترشناسان هنوز نمیدانند چه نوع رویدادی یا جرمی FRBها را پدید می‌آورد، ولی دیده شدن FRB 150807 یک جاپا برای اخترشناسان جهت شناخت شبکه‌ی مواد پراکنده و کم‌نوری است که میان کهکشان‌ها وجود دارد و به نام شبکه‌ی کیهانی شناخته می‌شود. یافته‌های این دانشمندان در شماره‌ی ۱۷ نوامبرِ نشریه‌ی ساینس منتشر شده است.

ویکرام راوی که پژوهشگر پسادکترای کلتک (Caltech) است می‌گوید: «FRBهایی مانند چیزی که ما دیده‌ایم در فاصله ی چند میلیارد سال نوری زمین رخ می‌دهند و از همین رو به ما در بررسی کیهان میان ما و خودشان به ما کمک می‌کنند. گمان می‌رود حدود نیمی از همه‌ی ماده‌ی دیدارپذیر (ماده‌ی معمولی) در فضای میان‌کهکشانی پخش شده باشد. گرچه این مواد به اندازه‌ای تُنُکند که تلسکوپ‌ها نمی‌توانند به روش‌های معمول آنها را ببینند، ولی به کمک FRBها می‌توانیم بررسی‌شان کنیم.»

هنگامی که FRBها در فضا به پیش می‌روند، از درون مواد میان‌کهکشانی می‌گذرند و دچار اعوجاج می‌شوند، مانند چشمک زدن ظاهری ستارگان که به دلیل انحراف نورشان در هوای زمین رخ می‌دهد. با بررسی این فوران‌ها، اخترشناسان می‌توانند به جزییاتی درباره‌ی مناطقی از کیهان که نور این فوران در راه رسیدن به چشم ما از درونشان گذشته پی ببرند.»

به نظر می‌رسد FRB 150807 تنها کمی، آن هم توسط مواد درون کهکشان میزبانش انحراف یافته، که نشان می‌دهد محیط میان‌کهکشانی در جهات آن آشفته‌تر از چیزی که در آغاز پیش‌بینی شده بود نیست. این نخستین بینش سرراست (مستقیم) از میزان آشفتگی محیط میان‌کهکشانی است.

این پژوهشگران FRB 150807 را زمانی دیدند که سرگرم دیدبانی یک تپ‌اختر نزدیک در کهکشان خودمان به وسیله‌ی رادیو تلسکوپ پارکس در استرالیا بودند- تپ‌اخترها ستارگان نوترونی‌ چرخانی هستند که باریکه‌هایی از امواج رادیویی و دیگر پرتوهای الکترومغناطیسی می‌گسیلند.

رایان شنون که عضو پژوهشگر در سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی همسود (سی‌اس‌آی‌رو، CSIRO)، و یکی از نویسندگان این پژوهش است می‌گوید: «ما با بهره از یک سامانه‌ی آشکارسازی همزمان که توسط دانشگاه فناوری سوینبرن ساخته شده، دریافتیم که اگرچه این FRB یک میلیون بار دورتر از آن تپ‌اختر است ولی میدان‌های مغناطیسی در جهت هر دوی آنها یکسان به نظر می‌رسد..» این برخی از ادعاها در این باره که FRBها در محیط‌های چگال با میدان‌های مغناطیسی نیرومند پدید می‌آیند را رد می‌کند. این نتیجه یک سنجش از مغناطیس در فضای میان کهکشان‌ها به ما می‌دهد، یک گام اساسی در تعیین چگونگی تولید میدان‌های مغناطیسی کیهانی.

تا این زمان تنها ۱۸ مورد FRB یافته شده. شگفتی اینجاست که بیشتر آنها تنها یک تک فوران انجام داده‌اند و دیگر نورشان تکرار نشده [۱]. همچنین، بیشتر FRBها با تلسکوپ‌هایی دیده شده‌اند که نوار گسترده‌ای از آسمان را رصد می‌کنند ولی توان واگشود (وضوح) کمی دارند، که باعث می‌شود شناسایی دقیق جایگاه یک FRB برایشان دشوار باشد. درخشش بی‌سابقه‌ی FRB 150807 به راوی و گروهش این امکان را داد تا جایگاه آن را دقیق‌تر از همه‌ی FRBهای شناخته شده تا امروز تعیین کنند.

در فوریه‌ی ۲۰۱۷، با راه‌ افتادن پیش‌نمونه‌ی "آرایه‌ی ژرف همنوا" (Deep Synoptic Array) که آرایه‌ای از ۱۰ بشقاب رادیویی در رصدخانه‌ی رادیویی اوئنز ولیِ کلتک است، تعیین جای دقیق FRBها برای اخترشناسان بسیار آسان‌تر خواهد شد.

راوی می‌گوید: «به برآورد ما روزانه میان ۲۰۰۰ تا ۱۰ هزار FRB در آسمان رخ می‌دهد. از هر ۱۰ تای آنها، یکی به درخشندگی FRB 150807 است، و پیش‌نمونه‌ی آرایه‌‌ی ژرف هم‌نوا خواهد توانست جایگاه دقیق آنها را در کهکشان‌های جدا از هم شناسایی کند. اندازه‌گیری فاصله‌های این کهکشان‌ها به ما امکان می‌هد تا از FRBها برای سنجش و اندازه‌گیری مواد تنُک میان‌کهکشانی بهره بگیریم.»

--------------------------------------------
یادداشت:
۱] درباره‌ی یکی از آنها خواندید: * برای نخستین بار سیگنال‌های رادیویی "تکرارشونده" از سرچشمه‌ای ناشناخته در آسمان دریافت شد 

--------------------------------------------

به تلگرام یک ستاره در هفت آسمان بپیوندید:

http://telegram.me/onestar_in_sevenskies

واژه‌نامه:

fast radio burst - FRB - radio wave - Milky Way galaxy - Caltech - postdoctoral - Vikram Ravi - Curtin University - Ryan Shannon - FRB 150807 - cosmic web - Science - star - Earth - galaxy - intergalactic medium - pulsar - neutron sta - electromagnetic - Parkes radio telescope - Australia - Swinburne University of Technology - magnetic field - Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation - CSIRO - magnetism - Deep Synoptic Array - prototype - radio dishe - Owens Valley Radio Observatory - California - frequency - scintillation - twinkling - interfere - plasma

منبع: بنیاد فناوری کالیفرنیا (caltech)

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان