KOSMIČKO TKANJE

KO (ŠTA) NAM ŠALJE SIGNALE

123rf

123rf

Naučnici su 2020. otkrili neobičan signal koji stiže iz misterioznog, za sada nerazjašnjenog izvora u središtu naše galaksije.

Prema naučnom radu objavljenom u časopisu Astrophysical Journal, signal je neobičan na više načina. Pre svega, nije jasno odakle dolazi jer naučnici nisu otkrili njegov izvor. Osim toga, njegov intenzitet se menja na neuobičajen, nepravilan način – pali se i gasi bez nekog reda. Konačno, izvor emituje relativno retke, cirkularno polarizovane radio-talase. Sve ovo pokazuje da je reč o nečemu što nikada do sada nije zabeleženo.

Misteriozni Endijev objekt

Izvor zračenja nazvan je Endijev objekt, po Zitengu Vangu sa Univerziteta u Sidneyju, kome je nadimak Enda, a on je prvi otkrio ove radio-talase. Zajedno sa svojim kolegama Vang je u 2020. neobičan signal zabeležio šest puta pomoću radioteleskopa Australian Square Kilometre Array Pathfinder. Nakon toga isti signal uhvaćen je radioteleskopom MeerKAT u Južnoafričkoj Republici.

Tim je otkrio da je izvor samo povremeno slao (emitovao) radiotalase nekoliko sedmica, no većinu vremena ih nije emitovao. Kad ih je poslednji put emitovao u februaru ove godine, nekoliko meseci nakon što je prvi put otkriven, naučnici su u njega uperili neke od najmoćnijih teleskopa koji postoje na Zemlji, a da nisu radioteleskopi, no i dalje nisu videli ništa. „Posmatrali smo sve druge moguće talasne dužine iz elektromagnetskog spektra, od infracrvenih i optičkih do rendgenskih zraka, i nismo viđdli ništa pa se čini da to zračenje nije u skladu s bilo kakvom zvezdom ili objektom koji razumemo, rekao je za New Scientist Dejvid Kaplan sa Univerziteta Viskonsin-Milvoki, koji je bio član istraživačkog tima.

Činjenica da izvor zračenja nije bio vidljiv ni na jednoj drugoj valnoj duljini osim u radiopodručju isključila je nekoliko mogućih objašnjenja za ovaj izvor, uključujući standardne zvijezde i magnetare, neutronske zvijezde sa snažnim magnetskim poljem. Šta god da je Endijev objekt, karakteristika polarizacije radio-talasa koji iz njega dolaze ukazuje na to da verovatno ima vrlo jako magnetsko polje.

Jake varijacije u sjaju

Tokom bljeskova misterioznog izvora u središtu naše galaksije jačina sjaja varirala je do faktora 100, a oni su nestajali izuzetno brzo, uglavnom u jednom danu. To pak znači da je objekt vrlo veronatno malen. No nijedno astronomsko telo za koje znamo ne odgovara svim navedenim čudnim osobinama. Kaplan kaže da je objekt onemogućio svaki njihov pokušaj da ga objasne. „Moglo bi se pokazati da je deo poznate klase objekata, samo čudan primerak, no to će pomeriti granice načina na koji mislimo da se te klase ponašaju, zaključio je Dejvid Kaplan.


(Ilustracija)

Naučnici su nakon analize podataka jednog izvora brzih izliva radio-talasa ustanovili da je on 2019. emitovao 1.652 signala u rasponu od samo 47 dana. Brze provale radio-talasa (FRB, fast radio bursts) jedne su od najfascinantnijih misterija u kosmosu. Izuzetno su snažne, neke oslobađaju više energije od 500 miliona Sunaca, a traju kraće od treptaja oka. Jedna od najvažnijih karakteristika ovih signala jeste ta da su oni kratkotrajni i nepredvidivi. Obično se pojave iznenada na nekom delu neba i traju tek nekoliko milisekundi. Ponavljajući FRB-i, dakle kada se ne radi samo o jednom intervalu već o više njih uzastopce, vrlo su retki i posebno privlače pažnju naučnika. Neki od ponavljajućih se javljaju periodično, u pravilnim razmacima, svakih nekoliko dana ili meseci.

No stručnjaci kod spomenutog (FRB 121102) nisu uočili periodičnost, što znači da njegov izvor možda nije neki rotirajući kompaktni objekt, poput magnetara – neutronske zvezde sa izuzetno jakim magnetskim poljem, piše Science Alert. To znači da možda postoji više od jednog mehanizma koji stoji iza ovakve provale radio-talasa i da su potrebne dalje analize da bi shvatilo o čemu se radi. FRB 121102 je jedan od najaktivnijih izboja radio-talasa. Astronomi su, zbog njegove učestalosti, mogli locirati izvor i smestiti ga u patuljastu galaksiju udaljenu od nas tri milijarde svetlosnih godina. On ne samo da je neverovatno aktivan nego ima i svoj ciklus: 90 dana je aktivan, zatim 67 dana miruje. Naučnici su stoga pažljivo pratili FRB 121102 i ustanovili da je između 29. avgusta i 29. oktobra 2019. emitovao 1.652 pojedinačna signala. Najveća stopa bila je 122 izliva tokom jednog sata, što je i najveća aktivnost koju su ikada zabeležili.

Da je izvor magnetar, odnosno da su ga uzrokovali mehanizmi s površine neutronske zvezde, izboji bi se pojavljivali periodično, poput svetla s rotirajućeg svetionika. No naučnici nisu zabeležili takvo svojstvo, što znači da magnetari možda nisu jedini izvor brzih provala radio-talasa. Istraživanje pod imenom A Bimodal Burst Energy Distribution of a Repeating Fast Radio Burst Source objavljeno je u časopisu Nature.

Šta je to cirkularno polarizovana svetlost?

Svetlost koja do nas dolazi sa Sunca, iz plamena vatre ili iz sijalice sa užarenom niti, sastoji se od mnoštva elektromagnetskih talasa čija je polarizacija nasumična. Svaki pojedinačni talas za sebe je polarizovan u smislu da oscilira samo u jednoj ravnini. No svaki to čini u nekoj svojoj ravnini, ne svi u istoj. Drugim rečima, polarizacije su zastupljene u svim smerovima, pa smatramo da je ukupno zračenje nepolarizirano. Kada bi svi elektromagnetski talasi imali polarizaciju istog smera, tada bi i ukupno zračenje bilo polarizovano.

Zračenje je linearno polarizovano ako talasi titraju u istoj ravnini, a ravnina je okomita na smer njihovog širenja. Na primer, reflektovana Sunčeva svetlost s površine vode, poput jezera ili mora, većinom je polarizovana. Upotrebom materijala koji propuštaju svetlost samo određene polarizacije, tzv. filteri, može se blokirati odsjaj sa površine vode i na taj način napraviti kontrastnije slike. Polarizovani filteri koriste se i u određenim modelima sunčanih naočara i isto služe za smanjenje refleksije svetlosti iz okoline.

Polarizacioni filteri, takođe, postoje u trodimenzionalnim naočarima za bioskop. Trodimenzionalni filmovi snimaju se s dve međusobno udaljene kamere koje oponašaju dva oka koja su međusobno udaljena. U dvorani projektori te dve slike projektuju u dve različite polarizacije, a mi mešavinu tih slika gledamo kroz naočare koje imaju dva filterima različito polarizovana stakla. Desno staklo polarizovano je tako da propušta samo ono što je snimila desna kamera, a levo samo ono što je snimila leva. Na taj način vidimo snimljene prizore onako kako bismo ih gledali u prirodi svojim razmaknutim očima.

Šta je to cirkularno polarizovano svetlo? Kažemo da je zračenje cirkularno polarizovano ako se ravnina polarizacije talasa, tj. smera titranja talasa zaokreće dok se kreću. Zaokretanje može biti u smeru kazaljke na satu i obrnuto od smera kazaljke na satu. Cirkularna odnosno kružna polarizacija elektromagnetskog talasa je stanje polarizacije u kojem u svakoj tački elektromagnetsko polje talasa ima konstantnu veličinu i rotira konstantnom brzinom u ravnini okomitoj na smer talasa.

Jačina i smer električnog polja definisani su njegovim vektorom električnog polja. U slučaju kružno polariziranog talasa, kao što se vidi u popratnoj ilustraciji, vrh vektora električnog polja, u određenoj tački prostora, određen je fazom svetlosti dok ona putuje kroz vreme i prostor. To čini tako da vektor električnog polja talasa u svakom trenutku označava tačku na spirali koja se uvija oko smera njegovog širenja.

Kružna polarizacija nastaje kada su dva ortogonalna vektora komponenti električnog polja jednake veličine i izvan faze su za tačno 90°, odnosno za jednu četvrtinu talasne dužine. Takav talas možemo zamisliti kao kombinaciju dva talas koji su međusobno okomite polarizacije, a imaju pomak u fazi oscilacije. Radio-emisije zvezda i pulsara mogu biti snažno kružno polarizovane. No zanimljivo je da i neki insekti i račići odražavaju cirkularno polarizovano svetlo. Jedan od poznatijih je zlatna mara, insekt jakog zeleno-bakarnog sjaja koji često sleće na cveće gde se hrani polenom.

(Izvor Indeks)

O autoru

Stanko

Ostavite komentar