Феномени

Ванземаљци или нова физика?

Шта се крије иза мистериозних радио-бљескова – сигнали ванземаљаца или нова физика

Текст: Дарко Доневски

Када су физичари почели да размишљају на који начин би било ефикасно тражити живот ван Земље, идеја о коришћењу радио-сигнала врло брзо је нашла велики број присталица. Иако је радио-астрономија најмлађа грана посматрачке астрономије (почела је да се развија тридесетих година прошлог века ентузијазмом Гротеа Ребера), ниједна друга област практичне астрономије не налази се у толикој тренутној експанзији. Постоји неколико важних разлога зашто је радио-астрономија мрежна тачка актуелних научних пројеката и окупљања тимова који користе радио-телескопе широм света.

Пре свега, бројни су физички процеси који се дешавају у космосу сакривени од вида оптичких уређаја. Нарочито отежавајући елемент који спречава оптичке телескопе да директно сниме централне делове галаксије је галактичка прашина. Због њеног утицаја и ”маркације” важних делова свемира, истраживачи морају да прибегну другачијим методама. Једна од њих је коришћење радио-таласа, односно електромагнетних таласа најмање енергије који могу бити дужине од неколико центиметара до стотину метара. На тај начин нам спектрални прозор, који радио-телескопи отварају, даје шансу да посматрамо зрачења са фреквенцијама од мегахерца па све до неколико десетина гигахерца. Примера ради, највећи радио-телескопски систем у настајању SKA (Square Kilometer Array), који ће ускоро бити инсталиран у Аустралији и Јужној Африци, користиће фреквенцију од 33 GHz за анализу галактичких региона у којима се рађају звезде.

Научна примена радио-телескопа је немерљиво велика. Они пружају подршку да се, без обзира не временске прилике, посматрају оптички невидљиви делови свемира, попут остатака супернова, међугалактичког гаса, центара галаксија и места интензивног стварања нових звезда. И све то вишеструко повећаном резолуцијом у односу на било који други телескопски систем на Земљи.

Хронологија феномена брзих радио бљескова

Значајну пажњу науке последњих година заокупљају мистериозни брзи и краткио радио-бљескови.Чини се да је разрешење те енигме близу и то највише захваљујући радио-телескопима. Када су у јулу 2012. године детектовани радио-бљескови посредством чувеног телескопа Паркс у Аустралији, научна заједница је мислила да пред собом има непобитан доказ о јаким радиоталасним сигналима који долазе из дубоких делова свемира. Истраживање је објављено у часопису Science, а најлогичнијом теоријом сматрала се она која би детектоване сигнале повезала са изразитим енергетским процесима који се одвијају далеко изван наше галаксије. Међутим, чини се да је прича о мистериозним радио-сигналима много компликованија него што се претпостављало.

Шта је толико необично у овим брзим радио-бљесковима? Првенствено чињеница да су такви бљескови веома брзи и изузетно сјајни, а до сада их је детектовано свега 17. Сваки је детектован само једанпут што отежава накнадне анализе а веродостојност сигнала доводи у питање. Прогрес је направљен годину дана касније када су научници са Паркса објавили да су регистровали изузетно јак радио-сигнал који би требало да припада епохи од око 6 милијарди година након Великог праска. Снимљена су четири таква догађаја, а анализа је указивала на снажне изворе у којима се честице крећу релативистичким брзинама, просечног трајања од свега неколико милисекунди.

Тим научника, предвођен професором Хајне Фалкеом са института ASTRON у Холандији, понудио је објашњење према којем је снимљен феномен заправо први отисак стварања супермасивне црне рупе. Она откида делове магнетног поља умируће звезде и ”склања” их иза свог хоризонта – замишљене границе након које се не може детектовати шта се заправо догађа у овим објектима. Међутим, недуго затим уследило је ново изненађење. Други тим научника, на челу са професором Авијем Лоебом са Харвард-Смитсонијан института, изнео је теорију да сигнали потичу из локалне експлозије која је дошла са нама врло блиске звезде која се налази у Млечном путу.

Најчуднији детаљ у трагању за брзим радио-бљесковима јесте чињеница да нису примећене ствари које се иначе очекују код сличних сценарија: велике и светле експлозије видљиве у оптичком делу спектра, као и снажни млазеви гама-зрака, најенергесткијих честица у свемиру. То би требало да искључи супернове као потенцијални узрок. 

У јануару 2015. године телескоп Паркс је поново био уређај који је послужио за детекцију осмог по реду брзог радио-бљеска, али уз неколико веома битних разлика које су нас довеле ближе сржи проблема. Прва разлика у односу на претходне детекције била је та што је детектован сигнал у самом тренутку свог настанка. Друга разлика је била могућност да се дететктује поларизација самог сигнала. Поларизација доста говори о оријентацији електромагентних таласа, а када таласи кружно осцилују то указује на присуство јаког магнетног поља у близини извора.

Ванземаљска технологија?

Ако се вратимо на почетак наше приче, тада се сасвим логичном чини и могућност да су правилно емитовани радио-сигнали покушај контакта од стране ванземаљске цивилизације. Многи истраживачи и филозофи сматрају да је радио-технологија природан део развоја технолошких врста, те да пажљиво селектовање радио-сигнала из свемира може довести до ванземаљских цивилизација. Такви сигнали би могли бити или случајни нуспродукти технолошких система или намерни покушаји комуникације између две врсте.

Међутим, треба бити врло пажљив када је у питању идентификовање порекла ових сигнала. Паркс је 2010. године детектовао 16 брзо понављајућих радио сигнала за које се касније испоставило да су земаљског порекла и да потичу од магнетонске емисије најобичније микроталасне пећи у кухињи опсерваторије, којој су врата случајно остала отворена током ноћног посматрања. 

Праву малу пометњу изазвао је научни рад објављен 2015. године у којем су изнети закључци да су мере дисперзије сигнала снимљених у различитим епохама умношци истог броја – 187,5. Што је већа мера дисперзије кор радио-емисије, то је већа и вероватноћа да је извор вангалактичког порекла. Проналажење одређене законитости у понављању сигнала учинило би причу о ванземаљским технологијама врло реалном. 

Сигнали о којима је реч у овом тексту имају мере дисперзије значајно веће од галактичких извора. Научници су анализирали постојеће радио-бљескове, поредили тренутке њиховог настанка и фреквенције на којима су се десили, и дошли до броја 187,5. Ако би се сигнали помножили овим бројем, добили бисмо линеарну зависност. Касније анализе су показале да та зависност није онаква како је изгледала у први мах.

Тест физике коју познајемо

Напокон, крај 2015. године донео је одличан рад објављен у часопису Nature. У раду је представљен нов и врло ефикасан алгоритам за претраживање обимних података који у себи крију брзе радио-бљескове. Могуће физичко објашњење феномена сада се чини врло извесним. Испитујући неколико модела који би могли да се уклопе у постојеће податке, научници су дошли до сазнања да је енергија, која долази од појединачних бљескова, прошла кроз густа високо намагнетисана поља врло брзо након што је формирана. Како би боље окарактерисали чудан сигнал пронађен у архиви, астрономи су искористили једноантенске радио-телескопе и снимили позицију у правцу извора на неколико различитих радио-фреквенција.

Закључак је био и више него изненађујућ- сигнал је прошао кроз два различита региона јонизованог гаса на свом путу до Земље. Управо физичке особине тих региона омогућавају да се утврди релативна позиција објекта. Јачи емисиони регион је отркивен веома близу самог извора, у околини од неколико стотина хиљада светлосних година, што наводи на закључак  да је он смештен у унутрашњим деловима матичне галаксије. Говорећи из астрономске перспективе, само два објекта могу имати такав утицај на сигнал: маглина која окружује извор из којег је потекао сигнал или сам галактички центар. Оба појма су повезана са стварањем младих популација звезда што у великој мери ограничава потенцијално крајње решење наше мистерије.

С обзиром да компактни објекти попут неутронских звезда или белих патуљака нису праћени маглинама, нити су позиционирани близу центара галаксија, они вероватно нису ни узрочници брзих радио-бљескова. Према мишљењу Кијошија Масуија и његових колега, узрочници су или закаснело стварање црне рупе после експлозије супернове са колапсом језгра или звездани бљескови још једне веома чудне скупине објеката познатих под називом магнетари.

На примеру астрономског феномена брзих радио-бљескова може се научити доста о методологији научног открића – од уочавања занимљиве појаве, дефинисања проблема, разматрања могућих планова везаних за стандардне догме као и решења која су у многоме егзотична (попут поменутих ванземаљаца), па све до изоловања највероватнијих сценарија и модела који их прате. Лепота науке и живота је управо у томе да нам нужно не даје коначне одговоре ”за сва времена”, већ стално мотивише да трагамо за променама чак и тамо где се све чини извесним. То је и један од основних разлога изградње модерних радио интерферометара, а број предложених пројеката за добијање посматраког времена на њима већи је него икада у историји науке.

Стога, за дефинисање највероватнијег узрока милисекундних радио-флешева, сачекаћемо да телескоп SKA постане потпуно оперативан. Подаци који ће тада бити доступни, начиниће праву малу револуцију у разумевању радио-зрачења изван наше галаксије.

ФЕНОМЕНИ

Зашто је небо плаво? Због чега лишће постаје жуто у јесен? Где настаје снег, а где Сунчеве олује додирују Земљу? Наука са лакоћом објашњава свакодневицу – потребно је само да се запитате.

Истражите текстове из рубрике ФЕНОМЕНИ.

Истражите друге текстове:


Grb Republike Srbije
ecsite nsta eusea astc

ЦПН
Улица краља Петра 46
11000 Београд
Република Србија
+381 11 24 00 260
centar@cpn.rs