Fazodan bizga kim radioto‘lqin uzatadi?

Fazodan kelgan radioto‘lqinlar o‘z vaqtida ko‘p shov-shuvlarga sabab bo‘lgan edi. Ammo bugungi kunga qadar olimlar signallarning tabiatini o‘rganishga muvaffaq bo‘lmadi. Republic nashri olimlarning asosiy gipotezalarini keltirib o‘tadi.

2007-yilda G‘arbiy Virjiniya universiteti Gravitatsion to‘lqin va kosmologiya tadqiqot markazining fizika va astronomiya fanlari professori Dunkan Lorimer hamkasblari bilan ilk marta noma’lum fazoviy hududdan kelgan bir necha millisoniyali signal to‘lqinini ushlashga muvaffaq bo‘ldi. Endilikda qisqa radiosignallar zamonaviy astrofizikaning asosiy yechimini kutayotgan vazifalaridan biri hisoblanadi. Signallarni kim yoki nima uzatadi?

Tasodifiy topilma

Radioto‘lqinlarni ilk marta uchratish 1967-yilda kashf etilgan kosmik gamma to‘lqinlarga ko‘p tomonlama o‘xshash bo‘lgan: ularni ham faqat bir marta uchratishgan (o‘xshash chaqnashlar hech qanday spektr diapazonida aniqlanmagan) va signalning manbasini topisholmagan. Ularning noma’lum manbasini oradan ikki yil o‘tib ma’lumotlar jamlanmasini tahlil qilib belgilash imkoni bo‘ldi.

Birinchi radioto‘lqin – FRB 010724 Avstraliyaning “Parks” rasadxonasida teleskopning arxiv ma’lumotlarini qayta ishlashda aniqlandi. Unda radiopulsarlarni (yerda davriy to‘lqin shaklida ro‘y beradigan impulsli radio nurlanish manbalari) tadqiq qilish uchun 64 metrli antenna o‘rnatildi.

Lorimer kashf etilganidan uch yil o‘tib bir nechta radioto‘lqin paydo bo‘lgani haqida xabarlar paydo bo‘ldi. Biroq ma’lumotlarni qayta tekshirish topilgan signallar yerga oidligini ko‘rsatdi. Ushbu anglashilmovchilik sabab ilk Lorimer kashfiyoti ham qattiq tanqid ostiga olindi – Suinbern texnologiya universitetining Sara Burk rahbarligidagi Amerika va Avstraliya olimlari 2001-yilda aniqlangan signal ham yerdan kelganini tasdiqladi.

2013-yilda Manchester universiteti astrofiziklari to‘rtta yangi radioto‘lqin haqida xabar berganda vaziyat keskin o‘zgardi. Olimlar yana bir bor ushbu signallarning tashqi olamdan ekanligini ta’kidlay boshladi va keyingi oylarda ularning paydo bo‘lganini isbotlovchi o‘nlab dalillarni misol keltirdi: oq mitti qora tuynukda bug‘lanib ketuvchi variantlardan asteroidlar tushadigan yagona osmon jismlarigacha o‘rganib chiqdi. Biroq eng asosiysi, olimlar fazoda bir vaqtning o‘zida minglab radioto‘lqinlar sodir bo‘ladi, shunchaki biz ularni hali qanday ushlashni bilmaymiz.

Tashqi olam sivilizatsiyasi

“Ushbu radioto‘lqinlarning aniq ong orqali yoki tabiiy sodir bo‘lishi tabiati ma’lum emas va hatto tushunarsiz. Agar tabiiy yo‘l bilan ro‘y bergan bo‘lsa ham bu tabiatdagi yangi hodisa hisoblanadi, shu sabab biz bunday radioto‘lqinlarni qayd etmaganmiz. Biroq ushbu hodisalar sivilizatsiyadan tashqari emas”, – deydi MDU fizika fakulteti dotsenti Vladimir Surdin.

Surdinning ta’kidlashicha, o‘zga sayyoraliklar uchun ham Yerdan borgan signallar tushunarsiz tuyuladi. Gap shundaki, koinotga Yer sayyorasidan faqat harbiy radiolokatorlar boradi. Ularda hech qanday kodlangan axborot bo‘lmaydi.

Kaliforniya universitetining Breakthrough Listen loyihasi tadqiqotchilari kompyuterni o‘rganish yordamida radiosignallarni tekshirishga qaror qildi. Breakthrough Listen loyihasi SETI (tashqi olam sivilizatsiyasini qidirish bo‘yicha loyihaning umumiy nomlanishi) guruhiga kiradi. Neyrotarmoq xuddi shu tamoyil bo‘yicha ishlaydi, ya’ni sun’iy ong tasvirni tasniflaydi (sigirni stuldan ajratishni o‘rganadi) va qidirish natijalarini optimallashtiradi. Sun’iy ong 72 ta tezkor radioto‘lqinni ma’lumotlar qatorida identifikatsiyalaydi. Standart kompyuter algoritmlari to‘plamda jami 21 ta radioto‘lqinlarni topa oldi. Hozirda olimlar ma’lumotlar tahlili ustida ish olib bormoqda.

Biroq tashqi olam ongi versiyasi ko‘plab tanqidlarga sabab bo‘ladi. P.K. Shternberg nomidagi davlat astronomiya instituti yetakchi ilmiy xodimi Sergey Popovning ta’kidlashicha, har kuni koinotda minglab radioto‘lqinlar sodir bo‘ladi, har kuni minglab axborotsiz signallarni uzatish esa bu shunchaki energiyani behudaga sarflashdir.

“Bunga faqat aql bovar qilmaydigan tashqi olam sivilizatsiyasi qodir”, – deydi Popov.

Neytron yulduzlar

Ko‘pchilik olimlar radioto‘lqin chiqaradigan osmon jismlarini aniqlashga harakat qildi. Gipotezalardan biri magnetariylar – kuchli magnit maydoniga ega neytron yulduzlarni ko‘rsatdi. Ushbu obyektlarning diametri 30 kilometrdan oshiq, lekin ko‘pining vazni Quyosh og‘irligidan oshadi. No‘hatday magnetariy materiyasining vazni 100 million tonnaga yaqin – bu haddan ziyod zichlik natijasidir. Bundan tashqari, magnetariylar o‘z o‘qi atrofida juda tez aylanadi (bir soniyada bir necha aylanish).

Popovning so‘zlariga qaraganda, magnetariylarning kuchli magnit maydoni katta energiyani ta’minlaydi. Bu juda qisqa vaqt ichida juda ko‘p miqdordagi energiya ajratish imkonini beruvchi radioto‘lqinlar uchun mukammal manba hisoblanadi. Popov ilmiy tadqiqotida radioto‘lqinlarning tezlik sur’ati butun olamning uzoq burchaklarida paydo bo‘ladigan magnetariylarning tezlik sur’atiga mos keladi.

Radioto‘lqinlar paydo bo‘lishi haqidagi ikkinchi g‘oya radiopulsarlar bilan bog‘liq. Bu neytron yulduzlarning yana bir ko‘rinishi. Ularni magnetariylar bilan o‘z o‘qi atrofida bir xil tezlikda aylanishi birlashtirib turadi. Bundan tashqari, radiopulsarlar eng avvalo, o‘rtacha bir necha millisoniya davom etadigan gigant impulslar manbasi hisoblanadi. 1970-yillar o‘rtalarida olimlar ikki mingdan ortiq radiopulsarlarni aniqlashdi. Popovning ta’kidlashicha, ushbu gipotezaga muvofiq, mazkur osmon jismlari parametrining o‘zgarishi impulslarning kuchayishiga olib kelishi mumkin. Impulslar qancha kuchliroq bo‘lsa, ular shuncha tezkor radioto‘lqinga o‘xshaydi.

Muammo shundaki, olimlar ushbu ikki gipotezadan hech birini tekshira olmaydi, chunki magnetariy ham, radiopulsarlar ham Yer sayyorasidan juda uzoqda joylashgan. Bundan tashqari, radioto‘lqinlar ko‘p uchraydigan hodisa bo‘lib, koinotda har kuni minglab shunga o‘xshash chaqnashlar ro‘y berishi mumkin. Ayni vaqtda biz barcha signallarni kuzatish va ishonchli signal manbalarini aniqlash uchun yetarlicha texnologiyaga ega emasmiz (osmonning bir qismida radioto‘lqinlar magnetariylar bilan bir qatorda joylashgan, boshqa tarafdan esa radiopulsarlardan uzoq bo‘lmagan joyda yer olgan).

2018-yil may oyida uchinchi nazariya paydo bo‘ldi. Xitoyning Nankin universiteti tadqiqotchilari tezkor radioto‘lqinlar “g‘alati yulduzlar”dan chiqadi deb taxmin qilmoqda. Astrofiziklar ostida kvarklarning uch turidan iborat kombinatsiyalar bo‘lgan neytron yulduzlar turini sanab o‘tdi. Taxmin qilinishicha, ushbu kvarklardan tashkil topgan materiya turg‘un va past energetik holatda. Ba’zan unda neytronlardan tashkil topgan adronli materiya hosil bo‘lishni boshlaydi. Yangi moddalar yer ostidan chiqadi va yulduz yuzasida qobiq hosil qiladi. Vaqt o‘tishi bilan ushbu qobiq og‘irlashib boraveradi va buzilishni boshlaydi. Qobiq bo‘lmasa, bunday neytron yulduzlar juda qisqa vaqt mobaynida elektr-pozitron juftlikning manbasiga aylanadi va elektromagnit maydon hosil qilishni boshlaydi. Bu elektronlar tezligini yorug‘lik tezligi darajasida tezlashtiradi. Qismlar harakatlanadi va radioto‘lqinlar chiqaradi va natijada Yerda tezkor radioto‘lqin yetib kelgani qayd etiladi.

Javob topildimi?

Sergey Popovning aytishicha, radiosignallar hodisasi fanning yechilmagan qirrasi bo‘lishi mumkin emas. Shunga qaramay, Lorimer FRB 010724 ni ro‘yxatdan o‘tkazganidan buyon o‘nlab olimlar ushbu masala yechimi ustida bosh qotirmoqda va albatta bir kun buning yechimini topadi.

Birinchi radioto‘lqin ushlangan “Parks” rasadxonasi ushbu hodisani asosiy tadqiqot obyekti sifatida o‘rganishda davom etmoqda. Astronomlar signallarni qidirishdagi muvaffaqiyatlar radioteleskop o‘lchamiga bog‘liqligini tushundi. Shuningdek, radioto‘lqinlarni Kanada va Xitoydan ham kuzatishmoqda. Britaniya Kolumbiyasida tadqiqot CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) radioteleskopida olib borilmoqda. Teleskop osmonning yarmidan ko‘pini skanerlashga va har kuni o‘nlab tezkor radioto‘lqinlarni aniqlash imkonini beradi.

Dunyodagi yirik radioteleskoplardan biri – Puerto-Rikoda o‘rnatilgan 300 metrli “Aresibo” radioto‘lqinlarni aniqlashdagi eng ishonchli texnika hisoblanadi. Observatoriya radioastronomiya, Yer atmosferasi fizikasi sohasida tadqiqotlar olib boradi, shuningdek, Quyosh tizimi obyektlari radioo‘choqlarini kuzatish bilan ham shug‘ullanadi. “Aresibo” yordamida amalga oshirilgan ko‘plab kashfiyotlar pulsarlarga – birinchi juft pulsarlarni aniqlashga, bir soniyada 642 marta tezlikda aylanadigan pulsarni topishga, shuningdek, Quyosh tizimi chegaralarida topilgan ilk sayyora pulsarini o‘rganishga bog‘liq.