Tutkijat löysivät radiopurskeiden lähteen

Gemini observatoriossa otettu valokuva
FRB 121102:n lähteestä. Se on kääpiögalaksi
ja sisäkuvassa se näkyy punaisella ympyröitynä
pienenä vihreänä pisteenä.
Kuva Gemini Observatory / AURA / NRC.

Tutkijat raportoivat Nature-tiedejulkaisussa^[1] löytäneensä nopeiden radiopurskeiden (fast radio burst, FRB) lähteen. Ne tulevat himmeästä, noin 2,5 miljardin valovuoden etäisyydellä olevasta kääpiögalaksista.

Lyhyet radiopurskeet ovat nimensä mukaisesti erittäin lyhyitä, vain millisekunteja kestäviä radiopulsseja, joita on onnistuttu vastaanottamaan useita kertoja viime vuosien aikana. Niiden alkuperää ei ole tiedetty ja erityistä ihmetystä on herättänyt niiden voimakkuus, sillä ne näyttivät tulevan erittäin kaukaa maailmankaikkeudesta.

Hyvin kaukaa tulevat sähkömagneettisensäteilyn purskeet sinällään eivät ole mitenkään uutta. Jo 1960-luvulla havaittiin lyhyitä gammapurkauksia jotka tulivat hyvin kaukaa. Niiden on arveltu oleva joko hypernovia tai esimerkiksi kahden neutronitähden törmäämisiä toisiinsa. Näistä ilmiöistä ei kuitenkaan FRBn selitykseksi ole, sillä ne ovat toistuvia ainakin jonkin aikaa.

Hypernovat ja neutronitähtien törmäykset ovat katalysmisiä ilmiöitä, ne siis tuhoavat säteilylähteensä ja puske on ainutkertainen. Ainakaan FRB 121102 tapahtumassa selityksenä ei voi olla tällaisesta ilmiöstä kysymys! Mikä ilmiö se voisi olla, sillä purskeen voimakkuus ja suuri etäisyys vaatii säteilylähteeltä suurta energian kulutusta.

Tutkijat käyttivät useita eri teleskooppeja niin radiotaajuuksilla kuin optisia kaukoputkia ja monen kymmenen tunnin havaintoajan jälkeen he olivat onnistuneet löytämään lähteen: pienen ja himmeän kääpiögalaksin^[2], joka sijaitsee 2,5 miljardin valovuoden etäisyydellä. Vastaanotettu radiopurske muistuttaa galaksin keskustassa olevan supermassiivisen musta aukon säteilyä, mutta ongelma vain on siinä, että kääpiögalakseissa ei tällaista mustaa aukko ole.

Tutkimusryhmän johtajan käsityksen mukaan säteilylähteen alkuperä löytyy magnetarista, neutronitähdestä, jonka voimakas magneettikenttä saa aikaa epätavallisen voimakkaan sähkömagneettisen purskeen. Purske voisi vielä vahvistua tähden ympäristössä olevasta plasmasta, joka kohdistaisi ja kirkastaisi pursketta juuri maapallon suuntaan.

Chatterjee’n käsitys ei välttämättä ole oikea, mutta tutkijat yleensä etsivät erilaisille luonnonilmiöille mahdollisimman yksinkertaista selitystä. Toki pitää kuitenkin olla voin kaikille muillekin selitysmalleille, jotta jotain tärkeää ei jäisi löytymättä ja tutkimus ei tämän vuoksi menisi hakoteille. Tieteessä muutoin usein joudutaan palaaman ”lähtöruutuun”, kun pitemmän päälle tutkimus paljastaa sellaisia havaintoja, jotka eivät sovi alkuperäisen teorian kanssa yksiin.

Huomautukset

[1] S. Chatterjee, C. J. Law, R. S. Wharton, S. Burke-Spolaor & al.   A direct localization of a fast radio burst and its host, Nature 541, 58–61, (05 January 2017).

[2] Kääpiögalaksin massa on vain noin 1 % Linnunradan massasta, siis noin 10 miljardia auringonmassaa ja jos siinä on tähti samassa suhteessa, niin tähtiä siinä olisi silloin vain 4 miljardia.