13:10 | 24 ноября, 2020

Космические тайны: когда ученые «приложили ухо» к ранней Вселенной, они обнаружили, что она «кричит». Но что же это такое? В космическом пространстве никто не может услышать ваш крик, но с помощью правильного оборудования можно «услышать» настоящий рев.
Космический рев. НАСА «услышало» самый громкий звук во Вселенной. фото 2
Дата : 7 августа   /  Фуад Кулиев   /   Комментариев: 0

Именно это и обнаружили ученые еще в 2006 году, когда начали искать далекие сигналы во вселенной с помощью сложного прибора, закрепленного на огромном воздушном шаре, который был отправлен в космос. Прибор был способен улавливать радиоволны от тепла далеких звезд, но то, что происходило в тот год, было просто поразительно. Когда прибор слушал с высоты 37 километров, он уловил сигнал, который был в шесть раз громче, чем ожидали космологи. Поскольку он был слишком громким, чтобы принадлежать ранним звездам, и намного больше, чем предсказанное комбинированное радиоизлучение от далеких галактик, мощный сигнал вызвал большое недоумение. И ученые до сих пор не знают, что является причиной. Более того, это может затруднить поиск сигналов от первых звезд, образовавшихся после Большого Взрыва.

Прибором, обнаружившим загадочный ревущий сигнал, был Абсолютный радиометр для космологии, астрофизики и диффузного излучения (ARCADE), который НАСА построило для расширения исследований спектра космического микроволнового фона на более низких частотах. Научные цели миссии состояли в том, чтобы найти тепло от первого поколения звезд, найти реликты физики элементарных частиц от Большого Взрыва и наблюдать за формированием первых звезд и галактик. Она достигла этих целей, сканируя 7% ночного неба на наличие радиосигналов, поскольку далекий свет становится радиоволнами, потому что он теряет энергию на расстоянии.

Звук НАСА из космоса

ARCADE смог провести измерения «абсолютно откалиброванного нулевого уровня», что означает, что он измерял фактическую яркость чего-либо в реальных физических единицах, а не в относительных единицах. Это отличалось от обычных радиотелескопов, которые наблюдают и сравнивают две точки в небе. Посмотрев на весь «свет» и сравнив его с источником черного тела, ARCADE смог увидеть комбинацию многих тусклых источников. Именно тогда интенсивность одного конкретного сигнала стала очевидной. С тех пор ученые искали, откуда исходит излучение, пытаясь описать свойства сигнала. Последнее стало очевидным довольно быстро. «Это рассеянный сигнал, идущий со всех сторон, поэтому он не вызван каким-либо одним объектом… Сигнал также имеет частотный спектр, или «цвет», который подобен радиоизлучению из нашей собственной галактики Млечный Путь», — рассказал астрофизик Эл Когут, возглавлявший команду ARCADE в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, расположенного в штате Мэриленд.

Космический рев. НАСА «услышало» самый громкий звук во Вселенной. фото 3
Астофизики называют этот сигнал «радио синхротронным фоном» — фоном, представляющим собой излучение от множества отдельных источников и сливающимся вместе в диффузное свечение. Но поскольку «космический рев» вызван синхротронным излучением, одним из видов излучения высокоэнергетических заряженных частиц в магнитных полях, и так как каждый источник имеет один и тот же характерный спектр, точно определить происхождение этого интенсивного сигнала трудно. С конца 1960-х годов было известно, что комбинированное радиоизлучение от далеких галактик должно образовывать рассеянный радиофон, идущий со всех сторон. Космический рев похож на этот ожидаемый сигнал, но в далекой вселенной не в шесть раз больше галактик, чтобы компенсировать разницу, которая могла бы указать на что-то в качестве источника.

Может быть, космический рев исходит от Млечного Пути?

Вопрос о том, находится ли этот источник внутри или снаружи Млечного Пути, находится в стадии обсуждения. Есть веские аргументы, почему он не может исходить из Млечного Пути, и веские аргументы, почему он не может прийти из-за пределов галактики. Одна из причин, по которой он не исходит из нашей галактики, заключается в том, что рев не соответствует пространственному распределению радиоизлучения Млечного Пути. Основная причина заключается в том, что это сделало бы нашу галактику совершенно непохожей на любую подобную спиральную галактику, которая, насколько мы можем судить, не имеет такого гигантского сферического радиоизлучающего гало, простирающегося далеко за пределы галактического диска, который был бы необходим. Есть и другие вопросы, например, это потребует полного переосмысления наших моделей галактического магнитного поля. В других спиральных галактиках существует тесная связь между инфракрасным и радиоизлучением. Так что, если он исходит из ореола вокруг нашей галактики, то Млечный Путь выглядит странной галактикой, в то время как во многих других отношениях он выглядит как «нормальная» спиральная галактика. По этим причинам эксперты полагают, что сигнал имеет преимущественно внегалактическое происхождение. Это сделало бы его самым интересным фоном фотонов в небе на данный момент, потому что популяция источника совершенно неизвестна.

Американский физик Дэвид Браун, например, сказал, что космический рев может быть «первым большим эмпирическим успехом М-теории», широкой математической структуры, охватывающей теорию струн. «Возможно, существует автомат Фредкина-вольфрама, разбросанный по множеству альтернативных вселенных, дающий повторяющееся физическое время с бесконечными повторениями всех возможных физических событий«», — написал Браун в блоге сообщества FQXi. Это предполагает, что в ранней Вселенной было гораздо больше реальной материи, чем сегодня, что объясняет мощный радиосигнал.

Радиоастрономы просматривая небо и определили несколько типов синхротронных источников

Синхротронное излучение легко сделать. Все, что вам нужно,-это энергетические частицы и магнитное поле, и везде есть энергетические частицы, производимые сверхновыми, звездными ветрами, черными дырами, даже звездами OB, которые являются горячими массивными звездами спектрального типа O или раннего типа B. Межгалактическое пространство заполнено очень горячим газом, поэтому, если бы межгалактические магнитные поля были достаточно сильными [сильнее, чем предсказывалось], они могли бы генерировать гладкое синхротронное излучение. Известно также, что синхротронное излучение связано с образованием звезд. Это также генерирует инфракрасное излучение, отсюда и тесная корреляция. Но, возможно, первые звезды генерировали синхротронное излучение еще до того, как появились металлы, они не производили очень много инфракрасного излучения. Или есть какой-то процесс, о котором мы еще не знаем.
Космический рев. НАСА «услышало» самый громкий звук во Вселенной. фото 4
Так что же нам остается? Возможные источники включают либо диффузные крупномасштабные механизмы, такие как турбулентное слияние скоплений галактик, либо совершенно новый класс ранее неизвестных невероятно многочисленных индивидуальных источников радиоизлучения во Вселенной. Но все, что касается этого вопроса, в настоящее время является весьма спекулятивным, и некоторые высказанные предположения включают в себя аннигиляцию темной материи, сверхновые первых поколений звезд и многие другие. Некоторые ученые предположили, что источником могут быть газы в больших скоплениях галактик, хотя вряд ли приборы ARCADE смогли бы обнаружить излучение от любого из них. Точно так же существует вероятность того, что сигнал был обнаружен от самых ранних звезд или что он исходит от множества других тусклых радиогалактик, накопительный эффект которых улавливается. Но если бы это было так, то они должны были бы быть упакованы невероятно плотно, до такой степени, что между ними не было бы зазора, что кажется маловероятным.

Как будет решена загадка 13-летней давности?

Каким бы ни был сигнал, он также вызывает проблемы, когда речь заходит об обнаружении других космических объектов. Как указывало НАСА в прошлом, самые ранние звезды скрыты за космическим ревом, и это делает их более трудными для обнаружения. Это похоже на то, как если бы Вселенная давала одной рукой и брала другой, но открытие чего-то столь необычного чрезвычайно волнует. Когда вы исключаете происхождение от первичных звезд и известных радиоисточников, таких как газ во внешнем гало нашей галактики, это тайна, которую любой ученый будет смаковать с удовольствием. Чтобы ученые наконец разрешили эту тринадцатилетнюю загадку, крайне необходимы дополнительные исследования и доказательства. В настоящее время ведутся дебаты по поводу отправки ARCADE обратно с учетом появления новых технологий и с учетом ее точного набора инструментов, погруженных в более чем 500 галлонов сверххолодного жидкого гелия, чтобы сделать их еще более чувствительными. Но появляются и новые проекты, которые могут помочь. Один из них будет использовать 300-футовый [91-метровый] радиотелескоп в Грин-Бэнк в Западной Вирджинии, чтобы нанести на карту радионебо с большей точностью, чем раньше. Возможно, это прольет свет на это вселенское таинство.

ВНИМАНИЕ! При копировании материала активная ссылка на статью сайта SKNEWS.RU обязательна!
7 августа 2020, 01:55
Автор: Фуад Кулиев
Просмотров: 1865
Поделиться:

Ссылки по теме

Комментарии к статье 0

Зарегистрируйтесь или войдите, чтобы оставить комментарий (сейчас комментариев: 0)