Omkring middag den 13. juni sidste år scannede mine kolleger og jeg himlen, da vi troede, at vi havde opdaget et underligt og spændende nyt objekt i rummet. Ved hjælp af et enormt radioteleskop opdagede vi en blændende hurtig flash af radiobølger, der så ud til at komme fra et sted inde i vores galakse.
Efter et års forskning og analyse har vi endelig fastgjort kilden til signalet – og det var endnu tættere på hjemmet, end vi nogensinde havde forventet.
En overraskelse i ørkenen
Vores instrument var placeret på Inyarrimanha Ilgari Bundara-også kendt som Murchison Radio-Astronomy Observatory-i det fjerne Western Australia, hvor himlen over Red Desert Plains er enorm og sublim.
Vi brugte en ny detektor ved radio -teleskopet kendt som den australske firkantede kilometerarray -sti -sti – eller Askap – til at søge efter sjældne flimrende signaler fra fjerne galakser kaldet hurtige radioburst.
Vi opdagede en burst. Overraskende viste det ingen tegn på en tidsforsinkelse mellem høje og lave frekvenser – et fænomen kendt som “spredning”.
Dette betød, at det må have oprindelse inden for et par hundrede lysår med jorden. Med andre ord, det må være kommet inde i vores galakse – i modsætning til andre hurtige radiobursts, der er kommet fra milliarder af lysår væk.
Et problem dukker op
Hurtige radioudbrud er de lyseste radio blinker i universet og udsender 30 års værdi af solens energi på mindre end et millisekund – og vi har kun antydninger til, hvordan de produceres.
Nogle teorier antyder, at de er produceret af “magnetarer” – de meget magnetiserede kerner af massive, døde stjerner – eller stammer fra kosmiske kollisioner mellem disse døde stjernernes rester. Uanset hvordan de forekommer, er hurtige radioudbrud også et præcist instrument til kortlægning af det såkaldte “manglende stof” i vores univers.
Da vi gik tilbage over vores optagelser for at tage et nærmere et kig på radioburst, havde vi en overraskelse: Signalet syntes at være forsvundet. To måneders retssag og fejl gik, indtil problemet blev fundet.
Askap er sammensat af 36 antenner, som kan kombineres for at fungere som en gigantisk zoomobjektiv seks kilometer på tværs. Ligesom en zoomobjektiv på et kamera, hvis du prøver at tage et billede af noget for tæt, kommer det sløret ud. Kun ved at fjerne nogle af antennerne fra analysen – kunstigt at reducere størrelsen på vores “linse” – lavede vi endelig et billede af burst.
Vi var ikke begejstrede for dette – faktisk var vi skuffede. Intet astronomisk signal kunne være tæt nok til at forårsage denne sløring.
Dette betød, at det sandsynligvis bare var radiofrekvens “interferens”-en astronoms betegnelse for menneskeskabte signaler, der ødelægger vores data.
Det er den slags uønskede data, vi normalt ville smide væk.
Alligevel havde burst os fascineret. For det første var denne burst hurtig. Den hurtigst kendte hurtige radioudbrud varede i ca. 10 millioner. Dette brast bestod af en ekstremt lys puls, der varede nogle få milliarder af et sekund og to dæmper efter-pulser, i en samlet varighed på 30 nanosekunder.
Så hvor kom denne utroligt korte, lyse burst fra?
En zombie i rummet?
Vi vidste allerede den retning, den kom fra, og vi var i stand til at bruge sløret på billedet til at estimere en afstand på 4.500 km. Og der var kun én ting i den retning, på den afstand, på det tidspunkt-en forladt 60-årig satellit kaldet Relay 2.
Relæ 2 var en af de første nogensinde telekommunikationssatellitter. Det blev lanceret af De Forenede Stater i 1964, og det blev drevet indtil 1965, og dens ombord -systemer var mislykket i 1967.
Men hvordan kunne Relay 2 have produceret denne burst?
Nogle satellitter, formodet døde, er blevet observeret at genvækkes. De er kendt som “Zombie -satellitter.”
Men dette var ingen zombie. Intet system om bord på Relay 2 havde nogensinde været i stand til at fremstille en nanosekund burst af radiobølger, selv når det var i live.
Vi mener, at den mest sandsynlige årsag var en “elektrostatisk udladning.” Da satellitter udsættes for elektrisk ladede gasser i rummet kendt som plasma, kan de blive opladet – ligesom når dine fødder gnider på tæppet. Og den akkumulerede ladning kan pludselig udskrive, med den resulterende gnist, der forårsager en flash af radiobølger.
Elektrostatiske udledninger er almindelige og er kendt for at forårsage skade på rumfartøjet. Alligevel varer alle kendte elektrostatiske udledninger tusinder af gange længere end vores signal og forekommer oftest, når jordens magnetosfære er meget aktiv. Og vores magnetosfære var usædvanligt stille på signalet.
En anden mulighed er en strejke af en mikrometeoroid – et lille stykke rumaffald – som det, der opleves af James Webb -rumteleskopet i juni 2022.
I henhold til vores beregninger ville en 22 mikro-gram mikrometeoroid, der rejser 20 km i sekundet eller mere, og ramme Relæ 2, have været i stand til at producere en så stærk blitz af radiobølger. Men vi estimerer chancen for, at den nanosekund, vi opdagede, blev forårsaget af en sådan begivenhed at være ca. 1%.
Masser flere gnister på himlen
I sidste ende kan vi ikke være sikre på, hvorfor vi så dette signal fra relæ 2., hvad vi ved, er, hvordan man ser flere af dem. Når man ser på 13,8 millisekund timescales – svarende til at holde kamerakøren åben i længere tid – blev dette signal vasket ud og næppe påvises endda til et kraftfuldt radioteleskop som Askap.
Men hvis vi havde søgt på 13,8 nanosekunder, ville enhver gammel radioantenne let have set den. Det viser os, at overvågning af satellitter til elektrostatiske udledninger med jordbaserede radioantenner er mulig. Og med antallet af satellitter i kredsløb, der vokser hurtigt, er det vigtigere at finde nye måder at overvåge dem vigtigere end nogensinde.
Men fandt vores team til sidst nyt Astronomisk signaler? Du satser på, at vi gjorde det. Og der er uden tvivl meget mere at finde.