افتح اللغز الغريب المتمثل في رشقات الراديو السريعة

يثبت هذا العمل أن التلسكوبات الجديدة ذات القدرات الفريدة، مثل ATA، يمكنها تقديم زاوية جديدة للأسرار الاستثنائية لعلم التدفقات الراديوية السريعة.

كشف فريق من العلماء من معهد SETI عن معلومات جديدة حول لغز كوني يعرف باسم الانفجارات الراديوية السريعة (FRBs). إن الاكتشاف والمراقبة التفصيلية لتكرار FRB 20220912A، التي أجريت في مصفوفة تلسكوب ألين المعززة (ATA) التابعة لمعهد SETI، سلطت الضوء على طبيعة هذه الإشارات الفضائية.

الدفقات الراديوية السريعة (FRBs) هي ومضات قصيرة ومكثفة من موجات الراديو الصادرة من الفضاء السحيق. على الرغم من أن معظمها يحدث مرة واحدة فقط، إلا أن بعض “المكررات” ترسل إشارات أكثر من مرة، مما يزيد من غموض فهم أصلها. خلال 541 ساعة من المراقبة، اكتشف الباحثون 35 FRBs من مكرر FRB 20220912A. غطت الملاحظات، التي تم إجراؤها باستخدام ATA، نطاقًا واسعًا من الترددات الراديوية وكشفت عن أنماط رائعة. تم العثور على جميع الـ FRBs الـ 35 في الجزء السفلي من طيف التردد، ولكل منها بصمة طاقة فريدة.

الأطياف الديناميكية (أو مخططات “الشلال”) لجميع رشقات FRB 20220912A المكتشفة باستخدام مصفوفة تلسكوب ألين، وملامح النبض متوسطة التردد، والأطياف متوسطة الوقت.
تشير المناطق المظللة باللون الأحمر في مخططات السلاسل الزمنية إلى مدة الانفجارات الفرعية المحددة، مع وجود خطوط رأسية حمراء تحدد الانفجارات الفرعية المجاورة. الائتمان: معهد SETI

نظرة عامة على ملاحظات معهد SETI

قالت الدكتورة صوفيا شيخ من معهد SETI، وزميلة ما بعد الدكتوراه في NSF MPS-Ascend والمؤلفة الرئيسية: “هذا العمل مثير لأنه يوفر تأكيدًا للخصائص المعروفة للتدفقات الراديوية السريعة واكتشاف خصائص جديدة”. “على سبيل المثال، نحن نحصر مصدر الدفقات الراديوية السريعة في الأجسام المتطرفة مثل النجوم المغناطيسية، ولكن لا يوجد نموذج موجود يمكنه تفسير جميع الخصائص التي تم رصدها حتى الآن. لقد كان من الرائع أن أكون جزءًا من أول دراسة FRB تم إجراؤها باستخدام ATA – يثبت هذا العمل أن التلسكوبات الجديدة ذات القدرات الفريدة، مثل ATA، يمكنها تقديم زاوية جديدة للأسرار الاستثنائية لعلم FRB.

النتائج التفصيلية التي نشرت مؤخرا في المجلة الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية (MNRAS)، يعرض السلوكيات المثيرة للاهتمام لـ FRBs. تُظهر هذه الإشارات الغامضة انحرافًا للتردد نحو الأسفل، ورابطًا بين عرض النطاق الترددي والتردد المركزي، وتغيرات في مدة الدفقة بمرور الوقت. لاحظ الفريق أيضًا شيئًا لم يتم الإبلاغ عنه من قبل: كان هناك انخفاض ملحوظ في التردد المركزي للانفجارات خلال شهرين من المراقبة، مما يكشف عن صفارة كونية غير متوقعة.

تم رسم معلمتين من مجموعة بيانات FRB 20220912A – التردد المركزي وعرض النطاق الترددي – مع مرور الوقت، في MJD، من بداية الحملة حتى نهايتها (فترة 60 يومًا تقريبًا). تُظهر اللوحة أ) أن التردد المركزي لـ FRB يتناقص طوال الحملة (مع بقايا من الملاءمة وإرشادات LOWESS غير المعلمية الموضحة أدناه باللون الأزرق). تُظهر اللوحة ب) نفس الانخفاض مع مرور الوقت لعرض النطاق الترددي. الائتمان: معهد SETI

بالإضافة إلى ذلك، استخدم الباحثون هذه الملاحظات للتنبؤ بنقطة قطع لألمع انفجارات FRB 20220912A، مما يشير إلى مساهمتها في معدل الإشارة الكونية الإجمالي. في الواقع، كان هذا الجسم المحدد مسؤولاً عن نسبة قليلة من جميع الدفقات الراديوية السريعة القوية في السماء أثناء هذه الملاحظات.

بحثت الدراسة أيضًا في الأنماط الزمنية لتسلسلات الاندفاعات، بحثًا عن التكرار داخل وبين الدفقات الراديوية السريعة. لم يتم العثور على نمط واضح، مما يسلط الضوء على عدم القدرة على التنبؤ بهذه الظواهر السماوية.

دور مصفوفة تلسكوب ألين

يوضح هذا العمل الدور المهم الذي يلعبه ATA في فك أسرار الدفقات الراديوية السريعة. تتمتع ATA بقدرة فريدة على تسجيل عدد كبير من قنوات التردد في نفس الوقت، حتى لو كانت منفصلة على نطاق واسع – على سبيل المثال، عندما تكون بعض الترددات عالية جدًا والبعض الآخر منخفض جدًا. وهذا يسمح بإجراء فحوصات فورية عند وصول FRB، للحد من ما تفعله FRB في وقت واحد عند الترددات العالية والمنخفضة. تعد التحديثات المستمرة بمزيد من القدرات، مما يسمح باكتشاف الدفقات الراديوية السريعة الأضعف في وقت واحد وبترددات أكبر، مما يضمن بقاء ATA في طليعة تطوير فهمنا للتدفقات الراديوية السريعة.

مصفوفة تلسكوب ألين (ATA) ومقرها مرصد هات كريك لعلم الفلك الراديوي، كاليفورنيا، الولايات المتحدة. يتم تشغيل ATA بواسطة معهد SETI، وهو مصمم كأداة مخصصة للبحث عن البصمات التقنية، ولديه القدرة على أن يكون منشأة قوية لدراسة العابرين. ائتمان: جو مارفيا

قال الدكتور وائل فرح، عالم مشروع ATA بمعهد SETI والمؤلف المشارك: “من المثير أن نرى ATA تشارك في أبحاث FRB بعد ثلاث سنوات من برنامج الترقية الخاص بها”. “تتمتع ATA بقدرات فريدة تُستخدم في العديد من المشاريع البحثية، خاصة في العمليات العابرة السريعة.”

يمثل هذا الاكتشاف التاريخي خطوة مهمة إلى الأمام في السعي المستمر لكشف أسرار الأجسام المتطرفة في الكون. وبينما يواصل العلماء استكشاف الكون، فإن كل ميزة فريدة نكتشفها تقربنا من فهم أصول وطبيعة هذه الإشارات الكونية الجذابة.

المرجع: “توصيف تكرار FRB 20220912A باستخدام مصفوفة تلسكوب ألين” بقلم صوفيا ز. شيخ، وائل فرح، ألكسندر دبليو بولاك، أندرو، بي في، سيميون، محمد أ. شما، لويجي ف. كروز، روي إتش ديفيس، ديفيد تم قبول R. DeBoer، وVishal Gajjar، وPhil Karn، وJamar Kittling، وWenbin Lu، وMark Masters، وPranav Premnath، وSarah Schoultz، وCarol Shumaker، وGurmehar Singh، وMichael Snodgrass، الإشعارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
أرخايف:2312.07756