Skąd się biorą FRB? Przełomowe eksperymenty na tropie tajemniczych sygnałów

Przedstawiciele kilku amerykańskich instytucji badawczych przeanalizowali FRB, czyli szybkie błyski radiowe. W toku badań doszli do kilku istotnych wniosków.

Ilość energii emitowanej w związku z tymi wybuchami jest naprawdę ogromna. Aby je lepiej poznać, naukowcy przeprowadzili symulacje oraz eksperyment, dzięki któremu możliwe było obserwowanie wczesnych etapów tego procesu i to w sposób uznawany do tej pory za nieosiągalny. Przynajmniej z użyciem dostępnych obecnie technologii.

Czytaj też: Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba pod ostrzałem. Czy misja jest zagrożona?

O tym, czego dokładnie się dowiedzieli, możemy przeczytać w Physics of Plasmas. Jak wyjaśnia jeden z autorów, Kenan Qu z Uniwersytetu w Princeton, przeprowadzone symulacje stanowią analogi środowiska magnetarowego. Dzięki temu możliwe jest analizowanie plazmy składającej się z materii i antymaterii, powstającej w myśl założeń elektrodynamiki kwantowej. Powstałe w ten sposób pary ujemnie naładowanych elektronów i dodatnio naładowanych pozytonów oraz płynące z nich emisje mogą stanowić bezpośrednie źródło FRB.

FRB docierają zarówno z Drogi Mlecznej jak i z innych galaktyk

Zamiast symulować potężne pole magnetyczne, używamy silnego lasera. Przekształca on energię w plazmę par poprzez tak zwane kaskady QED. Para plazmy przesuwa impuls lasera na wyższą częstotliwość. Ten ekscytujący rezultat pokazuje perspektywy tworzenia i obserwowania plazmy par QED w laboratoriach oraz prowadzenia eksperymentów weryfikujących teorie na temat szybkich błysków radiowych. dodaje Qu

Autorzy wyjaśniają, że kluczem do sukcesu byłoby wytworzenie w laboratorium plazmy par, która będzie wykazywać zjawiska kolektywne. Symulacja, o której mowa wyżej, zapewnia plazmę pary QED o dużej gęstości, co dzieje się poprzez uderzaniem lasera w gęstą wiązkę elektronów poruszającą się z prędkością bliską prędkości światła. Taka metoda jest wydajna i spowalnia ruch cząstek plazmy, co pozwala na uzyskanie silniejszych grupowych efektów.

Czytaj też: FRB 190520 – kosmiczny noworodek. Tworzy więcej pytań niż odpowiedzi

Istotnym testem dla proponowanej metody powinno być sprawdzenie jej za sprawą eksperymentów prowadzonych w laboratorium SLAC (Stanford Linear Accelerator Center). Najpierw naukowcy zamierzają obserwować rozpraszanie wiązek elektronów, by później zwiększyć intensywność lasera, co zapewni wyższe możliwe gęstości. Ostatecznie członkowie zespołu będą mogli zobaczyć pary elektron-pozyton. Przyświecającym im celem jest zrozumienie, w jaki sposób obiekty takie jak magnetary mogą wytwarzać plazmy par i jakie zjawiska można powiązać z szybkimi błyskami radiowymi.