Οι ταχείες εκλάμψεις ραδιοκυμάτων (FRBs – Fast Radio Bursts) παρατηρήθηκαν για πρώτη φορά στον ουρανό πριν από λιγότερο από δύο δεκαετίες και εξακολουθούν να αποτελούν ένα από τα μεγάλα μυστήρια της σύγχρονης αστροφυσικής. Πρόκειται για γεγονότα που εκλύουν τεράστια ποσά ενέργειας σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα, της τάξης των μερικών χιλιοστών του δευτερολέπτου.
Εικόνα: T. Jarrett (IPAC/Caltech), B. Saxton, NRAO/AUI/NSF
Τα FRBs προέρχονται κυρίως από πηγές έξω από τον Γαλαξία μας. Αν και δεν είναι βέβαιο τι τα προκαλεί, έχουν γίνει υποθέσεις σχετικά με την προέλευσή τους και πως αυτή σχετίζεται με περιστρεφόμενους αστέρες νετρονίων, που είναι γνωστοί με την ονομασία πάλσαρ, αλλά και περιστρεφόμενες μαύρες τρύπες.
Οι γνώσεις της επιστημονικής κοινότητας γύρω από τα FRBs και την προέλευσή τους, ωστόσο, εμπλουτίζονται σημαντικά έπειτα από μια πρόσφατη μελέτη της οποίας ηγήθηκε το Εθνικό Ινστιτούτο Αστροφυσικής της Ιταλίας, η οποία δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature. Συγκεκριμένα, αντικείμενο μελέτης της παραπάνω έρευνας είναι η ταχεία έκλαμψη ραδιοκυμάτων FRB20201124A, η οποία καταγράφηκε το 2020 και βρίσκεται περίπου 1,3 δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Χαρακτηριστικό αυτού του FRB είναι πως μετά την ισχυρότατη έκλυση ενέργειας, που αποτελεί χαρακτηριστικό αυτών των εκλάμψεων, καταγράφηκε επιπλέον μια αρκετά ασθενέστερη εκπομπή ραδιοκυμάτων η οποία είχε μεγαλύτερη διάρκεια. Αυτό συμβαίνει σπάνια στις ταχείες εκλάμψεις ραδιοκυμάτων, και στη συγκεκριμένη παρατηρήθηκε η πιο ασθενής τέτοιου είδους εκπομπή που έχει καταγραφεί ποτέ.
Εικόνα: Nature
Τα δεδομένα τα οποία συγκεντρώθηκαν αποκάλυψαν πως η προέλευση της ασθενούς εκπομπής έπειτα από την έκλαμψη οφείλεται στην ύπαρξη μιας τεράστιας «φυσαλίδας» που αποτελείται από πλάσμα και περιβάλλει την πηγή του FRB, όπως είχε προβλεφθεί θεωρητικά.
Αν και το γεγονός που πυροδοτεί μια ταχεία έκλαμψη ραδιοκυμάτων παραμένει άγνωστο, τα πιθανά σενάρια για την προέλευσή της είναι λιγότερα έπειτα από την νέα αυτή μελέτη. Ένα ουράνιο σώμα που την προκαλεί θα μπορούσε να είναι ένα μάγναστρο, δηλαδή ένα σπάνιο είδος αστέρα νετρονίων με πολύ ισχυρό μαγνητικό πεδίο. Εναλλακτικά, ένα διπλό σύστημα ενός αστέρα νετρονίων ή μιας μαύρης τρύπας με έναν συνοδό αστέρα θα μπορούσε να κρύβεται πίσω από αυτό το μυστήριο. Σε ένα τέτοιο σύστημα σχηματίζεται δίσκος προσαύξησης γύρω από τον αστέρα νετρονίων ή τη μαύρη τρύπα από το υλικό του συνοδού αστέρα. Στη συνέχεια εκπέμπεται από αυτόν ακτινοβολία στην περιοχή των ακτίνων Χ.
Δεξιά: καλλιτεχνική απεικόνιση ενός συστήματος ακτίνων Χ που αποτελείται από μια μαύρη τρύπα και τον συνοδό αστέρα. Ο δίσκος προσαύξησης γύρω από την μαύρη τρύπα σχηματίζεται από τα υλικά του αστέρα και στη συνέχεια από τον δίσκο εκλύεται ακτινοβολία σε μορφή ακτίνων Χ (εικόνα: NASA, CXC, M. Weiss)
Οι «άνεμοι» σωματιδίων υψηλών ενεργειών που παράγονται κατά την απότομη έκλυση ενέργειας από ένα μάγναστρο ή από το σύστημα ακτίνων Χ που περιγράφηκε παραπάνω «σπρώχνουν» τη φυσαλίδα του πλάσματος. Με αυτόν τον τρόπο μπορεί να προκληθεί η εκπομπή της ασθενούς ακτινοβολίας στα ραδιοκύματα που κάποιες φορές παρατηρείται έπειτα από ένα FRB. Επομένως, υπάρχει άμεση συσχέτιση μεταξύ της φυσαλίδας πλάσματος και της πηγής που πυροδοτεί το FRB.
Παρόλο που το ερώτημα περί προέλευσης των FRBs παραμένει αναπάντητο, η έρευνα που πραγματοποιήθηκε είναι εξαιρετικά μεγάλης σημασίας. Πέρα από την επαλήθευση μιας σημαντικής θεωρητικής πρόβλεψης, οι γνώσεις της ανθρωπότητας γύρω από τα μυστηριώδη αυτά γεγονότα είναι πλέον περισσότερες και η επιστημονική κοινότητα βρίσκεται ένα βήμα πιο κοντά στην εξήγησή τους.
