როგორ დავამტკიცოთ აღმოჩენის სისწორე ან მცდარობა? 

თუ მეცნიერი ზღაპრულ ცალრქა ცხენს დაინახავს, სავარაუდოდ, ჯერ სხვა ცალრქების მოძებნას შეეცდება, სანამ თავისი აღმოჩენის საქვეყნოდ აფიშირებას დაიწყებს.

მაგრამ ხანდახან ერთი ცალრქაც საკმარისია.

2007 წელს ასტრონომმა დანკან ლორიმერმა განაცხადა, რომ ახალი ტიპის ასტრონომიულ მოვლენას შეესწრო. ეს იყო ენერგიის უეცარი გაელვება, იმდენად ძლიერი, რომ დედამიწამდე მილიარდობით სინათლის წლით დაშორებული გალაქტიკიდან მოაღწია. მან ამ აღმოჩენას სწრაფი რადიოიმპულსი (FRB) უწოდა, რადგან ის წამზე ნაკლები ხანი გაგრძელდა და მისი დაფიქსირება მხოლოდ რადიოტელესკოპით გახდა შესაძლებელი.

ეს საოცარი აღმოჩენა იყო. თეორიულად, FRB-ის მეშვეობით გალაქტიკებს შორის არსებულ სივრცეში მატერიის გაზომვა იქნებოდა შესაძლებელი. ჩემს წარმოდგენაში ეს იყო სამყაროს სიმჭიდროვის საზომი ლარტყა.

თუმცა პრობლემა ის იყო, რომ ლორიმერმა ეს საოცარი მოვლენა მხოლოდ ერთხელ დააფიქსირა.

უპრეცედენტო სულაც არაა, რომ ერთმა მოვლენამ სამეცნიერო კვლევა-ძიების ახალი მიმართულება წარმოშვას. ციმბირის გამოქვაბულში ნაპოვნმა ნეკის ფრაგმენტმა ანთროპოლოგებს საშუალება მისცა, დაეშვათ ადამიანთა მთელი პოპულაციის არსებობა, რომლებიც ნეანდერტალელების პერიოდში ცხოვრობდნენ დედამიწაზე.

და მაინც, ეს იშვიათია.

როდესაც ლორიმერის სტატია ჟურნალ Science-ში დაიბეჭდა, National Public Radio-ში (NPR) ვმუშაობდი სამეცნიერო კორესპონდენტად. ლორიმერის აღმოჩენაზე სიუჟეტი მოვამზადე, მაგრამ მაინც სკეპტიკურად ვიყავი განწყობილი.

უბრალოდ ტექნიკური ხარვეზი ხომ არ იყო ეს „ლორიმერის გამოსხივებები“, როგორც მაშინ მათ ზოგიერთი სარკასტულად მოიხსენიებდა?

ტექნიკური ხარვეზის თეორია ახალგაზრდა მაგისტრანტის, სარა ბერკ-სპოლარის სტატიიდან წარმოიშვა. ავსტრალიის პარქსის ობსერვატორიის რადიოტელესკოპით – იმავე ტელესკოპით, რომელიც ლორიმერმა გამოიყენა – დაფიქსირებულ მონაცემებში მან იპოვა სხვა გამოსხივებებიც, რომლებიც FRB-ს ჰგავდა, მაგრამ ტელესკოპის მონაცემებში ისინი იმგვარად ჩანდა, რომ ბერკ-სპოლარი თითქმის დარწმუნებული იყო, აღნიშნული რადიოდაბრკოლება დედამიწიდან მოდიოდა. ის, თუ რა იწვევდა ამ მოვლენებს, ამ დროს ჯერაც საიდუმლოებით იყო მოცული, მაგრამ ბერკ-სპოლარმა მათ სახელი შეურჩია: პერიტონები (იხ. „პერიტონის ახსნა“, გვ. 20).

უპრეცედენტო სულაც არაა, რომ ერთმა მოვლენამ სამეცნიერო კვლევა-ძიების ახალი მიმართულება წარმოშვას. ციმბირის გამოქვაბულში ნაპოვნმა ნეკის ფრაგმენტმა ანთროპოლოგებს საშუალება მისცა, დაეშვათ ადამიანთა მთელი პოპულაციის არსებობა, რომლებიც ნეანდერტალელების ეპოქაში ცხოვრობდნენ დედამიწაზე.

როდესაც წლებმა ჩაიარა და FRB მეტმა ვეღარავინ აღმოაჩინა, ასტრონომებმა ნელ-ნელა დაიწყეს ვარაუდის გამოთქმა, რომ ლორიმერმა ერთ-ერთი ასეთი პერიტონის უჩვეულო მაგალითი ნახა.

მაგრამ გვხვდებოდა დამაიმედებელი ნიშნებიც, რომ FRB ნამდვილი იყო. 2011 წელს მეორეც დაფიქსირდა, მაგრამ სკეპტიკოსებმა მაშინვე შენიშნეს, რომ FRB ისევ იმავე ტელესკოპით დაინახეს, რომლითაც ლორიმერის გამოსხივება და პერიტონები შეამჩნიეს. 2013 წელს ისევ პარქსის ობსერვატორიაში დააფიქსირეს ოთხი შემთხვევა.

ბოლოს, 2014 წელს, FRB სხვა რადიოტელესკოპითაც შენიშნეს არესიბოს ობსერვატორიაში, პუერტო-რიკოში. მალე სხვა ტელესკოპებიც მეტ-ნაკლებად რეგულარულად იტყობინებოდა FRB-ის აღმოჩენას.

როგორც იქნა, FRB-ზე დისკუსიამ მიმართულება იცვალა – თუკი ადრე იმაზე ვკამათობდით, ნამდვილი იყო თუ არა ის, ახლა გვაინტერესებდა, საიდან მოდიოდა.

„მთავარი ეჭვმიტანილები თავიდანვე მაგნეტარები იყვნენ“, – ამბობს კორნელის უნივერსიტეტის ასტრონომი შამი ჩატერჯი. „მაგნეტარები ნეიტრონული ვარსკვლავებია საოცრად ძლიერი მაგნიტური ველებით“. ასტრონომები ფიქრობენ, რომ მასიური ვარსკვლავის ზეახალ ვარსკვლავად აფეთქების შემდეგ სწორედ მაგნეტარები რჩება. ისინი საკმარისად დიდია იმისთვის, რომ გამოყოს რაღაც მსგავსი ტიპის ენერგია, როგორსაც FRB ავლენს და ვიცით, რომ ისინი რენტგენის სხივებსა და გამა-სხივებს უშვებენ.

2020 წელს ასტრონომებმა FRB ჩვენს გალაქტიკაში, ირმის ნახტომში, შეამჩნიეს. რადგან ის კოსმოსური მასშტაბით ამდენად ახლოს იყო, მათ შეძლეს დაედგინათ, ზუსტად საიდან მოდიოდა. გაირკვა, რომ მისი წყარო იყო აქამდე აღმოჩენილი მაგნეტარი.

მაგრამ FRB-ის წარმომავლობაზე ბჭობა ამით არ დასრულდა. ირმის ნახტომში დაფიქსირებული რადიოიმპულსი არ იყო საკმარისად ძლიერი იმისთვის, რომ დაგვენახა, ხომ არ მოდიოდა ის შორეული გალაქტიკიდან. ამგვარად, ან ეს კონკრეტული იმპულსი იყო მცირე, ან არსებობს სხვა ციური სხეული, რომელსაც მათი წარმოშობა შეუძლია.

თავიდანვე მაწუხებდა კითხვა, თუ რატომ იყვნენ ასტრონომები ასეთი დარწმუნებულები, რომ FRB შორეული გალაქტიკიდან მოდიოდა. პასუხს დისპერსიის გაზომვა გვაძლევს. როდესაც მახლობელი წყაროდან რადიოტალღების ძლიერი გამოსხივებაა, მასში შემავალი რადიოსიხშირეები მეტ-ნაკლებად ერთ დროში მოდის ჩვენამდე.

როდესაც კოსმოსში მოძრაობისას ასეთი რადიოიმპულსები ელექტრონებს ეჯახება, ისინი ოდნავ ნელდება, მაგრამ განსხვავებული ტემპით ანელებენ სიჩქარეს. გამოსხივების მაღალსიხშირიანი კომპონენტი ნაკლებად ნელდება, ამიტომ ის დედამიწაზე დაბალსიხშირიან კომპონენტებზე ადრე მოდის. მოკლედ, რადიოიმპულსი დროში განიბნევა. მიუხედავად იმისა, რომ გალაქტიკათაშორის სივრცეში არც ისე ბევრი ელექტრონია, FRB-ის წყაროსა და დედამიწას შორის არსებული მილიარდობით სინათლის წელიწადის გავლის შემდეგ ტალღა საკმარის ელექტრონსა და სხვა ნაწილაკს ეჯახება, რომ სიგნალები მიმოიფანტოს.

სწორედ ამიტომ შეგვიძლია FRB-ის წყალობით სამყაროს სიმკვრივე გავზომოთ. განბნევის დონე გვეუბნება, რამდენ „რამეში“ გაიარეს რადიოტალღებმა.

გალაქტიკათაშორისი ელექტრონების უფრო ზუსტი მოცულობის დასათვლელად უნდა ვიცოდეთ, რა მანძილი გვაშორებს გალაქტიკისგან, რომლიდანაც FRB წამოვიდა. ამისთვის ასტრონომები რადიომპულსისკენ სხვა ტიპის ტელესკოპებს მიმართავენ.

ორი-სამი ათეული FRB-ის მშობლიური გალაქტიკები უკვე დაადგინეს. 2024 წელს რადიოტელესკოპების ახალი ნაკრები შევა ექსპლუატაციაში და ეს რიცხვიც საგრძნობლად გაიზრდება. ისინი შეავსებენ რადიოტელესკოპ CHIME-ს, რომელიც 2017 წლიდან მუშაობს და განსაკუთრებით ეფექტურად ეძებს FRB-ს.

„უკვე რამდენიმე ათასი FRB გვაქვს ნანახი“, – ამბობს ვიქტორია კასპი, ფიზიკის პროფესორი მაკგილის უნივერსიტეტში და CHIME-FRB-ის გუნდის მთავარი მკვლევარი. კასპი ვარაუდობს, რომ დამხმარე ტელესკოპებით შეძლებენ, CHIME-ის მიერ დაფიქსირებული FRB-ების უმეტესობის ადგილმდებარეობისა და დაშორების განსაზღვრას. ამდენი FRB, რომლის ადგილმდებარეობაც დადგენილია, ასტრონომებს „სამყაროს ფართომასშტაბიანი სტრუქტურის შესწავლის საშუალებას მისცემს“. წარმოიდგინეთ, რამდენს გავიგებთ.

პერიტონის ახსნა

პარქსის ობსერვატორიის რადიოტელესკოპს ერთი ანტენა აქვს, სიგნალს კი 13 შემომსხივარით იღებს. თითოეული მათგანი ცის განსხვავებულ ნაწილს უყურებს. როგორც წესი, ციური სხეულის სიგნალი მხოლოდ ერთ ასეთ პატარა შემომსხივარში ჩანს ან ორში, თუ ის ძალიან ძლიერია. მაგრამ თუ სიგნალი ცამეტივეში გამოჩნდა, ასტრონომი ევან კინი ამას „სისულელეს“ უწოდებს. იგი თვლის, რომ ეს, სავარაუდოდ, რადიოდაბრკოლებაა ისეთი წყაროდან, როგორიცაა გაფუჭებული ელექტროგადამცემი ხაზი, ელვა ან, თუნდაც, მობილური ტელეფონი.

როდესაც სარა ბერკ-სპოლარმა პარქსის ობსერვატორიაში რადიოსიგნალები დაინახა, კინი იქ კვლევებს ატარებდა.

ბერკ-სპოლარის თქმით, იგი რამდენიმე ფენომენს შეესწრო, რომლებიც ლორიმერის სწრაფ რადიოიმპულსს ჰგავდა, მაგრამ ისინი ტელესკოპით ისე გამოჩნდა, როგორც დედამიწისეული რადიოდაბრკოლება გამოჩნდებოდა. მან გადაწყვიტა სიგნალისთვის დაერქმია „რაღაც, რაც ბუნებრივიცაა და ხელოვნურიც“ და სახელად შეურჩია „პერიტონი“, მითიური არსება, რომელიც ფრთოსან ირემს ჰგავს, მაგრამ ადამიანის ჩრდილი აქვს.

პერიტონების ნამდვილი წყარო 2015 წლის დასაწყისში დადგინდა. ტელესკოპის ინსტრუმენტმა, რომელიც დედამიწისეული რადიოდაბრკოლების მონიტორინგისთვის დააყენეს, სამი გამოსხივება ზუსტად მაშინ შეამჩნია, როდესაც რადიოტელესკოპმა სამი ახალი პერიტონი დაინახა.

პატარა გამოძიების შემდეგ წყაროც იპოვეს – როცა თანამშრომელთა სამზარეულოში მიკროტალღური ღუმლის კარი მზადების ციკლის დასრულებამდე იღებოდა, პერიტონებიც ჩნდებოდა. ბერკ-სპოლარის თქმით, ამით აიხსნებოდა, რატომ ჩანდა პერიტონები ლანჩის ჩვეულ დროზე გვიან: „ხალხს ძალიან შიოდა“ და მოთმენაც არ სურდა.

მოკლედ, სავარაუდო ციურ სხეულს, როგორც ჩანს, უფრო მეტი საერთო ჰქონდა ადამიანის კვებით მოთხოვნილებასთან, ვიდრე – ცოდნის ძიებასთან.

ჯო­ პალ­კა­ შტატ­გარ­ე­შე ­სა­მეც­ნი­ე­რო ­ჟურ­ნა­ლის­ტია­ და ­ვაშინგტონში­ ცხოვრობს.­ NPR­-ში­ სა­მეც­ნი­ერო ­ჟურ­ნა­ლის­ტად­ მუ­შა­ობ­და 30 წლის­ განმავლობაში. ­იგი ­თანაავტორია ­წიგნისა ­„გაღიზიანების მეცნიე­რე­ბა: ­რა ­გვიშ­ლის­ ნერ­ვებს“.­ ამ ­თე­მა­ზე ­მან ­National Geographic-ის­ 2020­ წლის ­იან­ვ­რის ­გა­მო­ცე­მის­თ­ვი­საც ­და­წე­რა.­