106 நொடிகளில் ஒன்பது ரேடியோ மின்னல்கள், பிறகு மௌனம்

வேக ரேடியோ வெடிப்புகள் (fast radio bursts) என்பவை மில்லிநொடிகளே நீடிக்கும், பிற விண்மீன் பேரடைகளிலிருந்து நம்மை வந்தடையும் ரேடியோ அலைகளின் குறுகிய மின்னல்கள். அவற்றின் தோற்றம் இன்னும் விவாதத்தில் உள்ளது; ஒரு கேள்வி முதன்மையாக நிற்கிறது: அவை அனைத்தும் திரும்பத் திரும்ப வெடிக்கின்றனவா? சில மூலங்கள் மீண்டும் மீண்டும் மின்னுகின்றன; பெரும்பாலானவை ஒருமுறை மட்டுமே காணப்பட்டுள்ளன. ஒவ்வொரு நாளும் 400 முதல் 800 மெகாஹெர்ட்ஸ் வரை வடக்கு வானை வருடும் கனடிய ரேடியோ தொலைநோக்கி CHIME-இன் இரண்டாவது பட்டியலில், 3,641 மூலங்களில் சுமார் 2.4% மட்டுமே திரும்பத் திரும்ப வெடிக்கின்றன.

முழு மூலத் தொகுதிகளைப் பற்றிய ஆய்வுகள் வழக்கமாக, திரும்ப வெடிக்கும் ஒவ்வொரு மூலமும் நிலையான சராசரி விகிதத்தில் வெடிக்கிறது என்று எடுத்துக்கொள்கின்றன. மெக்கில் பல்கலைக்கழகத்தைச் சேர்ந்த Ryan Mckinven-உம் CHIME/FRB கூட்டமைப்பைச் சேர்ந்த சுமார் முப்பது சகாக்களும், அந்த அனுமானத்தை வேறு எதையும் விட அதிகமாக உடைக்கும் ஒரு மூலத்தை இப்போது விவரிக்கின்றனர்.

இரண்டு நிமிடச் சீற்றம்

2021 ஜூன் 1 அன்று, இப்போது FRB 20210601A என்று அழைக்கப்படும் ஒரு மூலத்திலிருந்து CHIME 106.5 நொடிகளில் ஒன்பது வெடிப்புகளைப் பதிவு செய்தது. அப்போது ஏற்பட்ட ஒரு வலையமைப்புச் சிக்கல் தானியங்கி எச்சரிக்கைகளை நிறுத்தியதால், யாரும் கவனிக்கவில்லை. இரண்டாவது பட்டியலுக்கான தரவுத்தளத்தின் முறையான தணிக்கையின்போது, 2024 டிசம்பரில்தான் அந்த வெடிப்புகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன.

பிறகு குழு மேலும் தேடியது. CHIME தானாக நகர்வதில்லை: பூமி சுழல்வதால், வானின் அந்தப் பகுதி நாளுக்கு ஒருமுறை, சுமார் பத்து நிமிடங்களுக்கு, அதன் பார்வைப் புலத்தைக் கடந்து செல்கிறது. 2018 ஜூலை முதல் 2025 இறுதி வரை, இது சுமார் 320 மணி நேரக் கவனிப்பாகிறது: புயலுக்கு முன் சுமார் 132, பின் 188. ஒரு வெடிப்புகூட கூடுதலாக இல்லை; புயலைச் சுற்றியுள்ள நாட்களில் கண்டறிதல் வரம்புக்குச் சற்றுக் கீழே உள்ள மங்கலானவைகூட இல்லை. 2025 இறுதியில், செயலில் இருந்த சாளரத்துக்குப் பிந்தைய மௌனம் குறைந்தது 1,674 நாட்கள் நீடித்திருந்தது.

அந்த 106.5 நொடிகளுக்குள், வெடிப்புகள் மழைத்துளிகளைப் போலச் சீரற்ற முறையில், நொடிக்குச் சுமார் 0.075 என்ற விகிதத்தில் வந்தன. அந்த வேகத்தில், மேலும் 40 நொடிகள் வெடிப்பே இல்லாமல் கழிவதற்கான வாய்ப்பு 5%-க்குக் கீழே விழுகிறது. ஆனால் சில நிமிடங்கள் கழித்து மூலம் CHIME-இன் பார்வைப் புலத்தின் மையத்தைக் கடந்தபோது, எதுவுமே வரவில்லை: ஏதோ ஒன்று அணைந்துவிட்டிருந்தது.

புயலின் பாதி மட்டுமே காணப்பட்டது

ஒன்பது வெடிப்புகளும், மூலம் CHIME-இன் கற்றைகளின் (beams) ஒரு பக்கக் கதுப்பில் (side lobe) — அதன் பார்வைப் புலத்தின் உணர்திறன் குறைந்த விளிம்பு, மையத்தின் உணர்திறனில் சுமார் நான்கில் ஒரு பங்கு — இருந்தபோது வந்தன. சில நிமிடங்கள் கழித்து, மூலம் நேர் உச்சியில் கடக்கும்போது, புயல் வந்திருந்தால், CHIME குறைந்தது 21 வெடிப்புகளை, ஒருவேளை சுமார் 70-ஐப் பதிவு செய்திருக்கும் என்று குழு மதிப்பிடுகிறது.

இது எவ்வளவு தீவிரமானது? சீனாவின் மாபெரும் ரேடியோ தொலைநோக்கி FAST பின்தொடரும், அறியப்பட்டவற்றில் மிக அதிகமாக வெடிக்கும் இரண்டு மூலங்களுடன் குழு இதை ஒப்பிட்டது. FAST-இன் முழு உணர்திறனுடன், அவை 106.5 நொடிச் சாளரத்தில் 46, 23 வெடிப்புகளை எட்டுகின்றன. ஆனால் ஒன்பதில் மிக மங்கலானதைப் போன்ற பிரகாசம் கொண்ட வெடிப்புகளை மட்டும் வைத்துக்கொண்டால், அவற்றின் சிறந்த சாளரங்களில் வெறும் 6, 8 மட்டுமே இருக்கின்றன. ஆசிரியர்களின் கூற்றுப்படி, ஒப்பிடத்தக்க உணர்திறனில் திரும்ப வெடிக்கும் மூலம் ஒன்றிலிருந்து இதுவரை அறிவிக்கப்பட்டவற்றிலேயே, நிமிடங்கள் அளவில் மிக உயர்ந்த வெடிப்பு விகிதத்தை FRB 20210601A காட்டுகிறது — இருப்பினும் இரண்டு தொலைநோக்கிகளும் வெவ்வேறு அதிர்வெண்களிலும் வெவ்வேறு தாளங்களிலும் கேட்பதால் இந்த ஒப்பீடு தோராயமானதே.

விநோதமான நேர அட்டவணை கொண்ட ஒரு சாதாரண மூலம்

மற்றபடி, மூலம் வழக்கமானதாகவே தெரிகிறது. வெடிப்புகள், திரும்ப வெடிக்கும் மூலங்களில் பொதுவாகக் காணப்படும் நீண்ட, பல பகுதிகள் கொண்ட வடிவங்களைக் கொண்டுள்ளன; அவை கடக்கும் வாயுவால் அவற்றின் சமிக்ஞை பரவி முறுக்கப்படும் விதமும் CHIME-இன் திரும்ப வெடிக்கும் மூலங்களின் சராசரிக்கு அருகில் உள்ளது. எந்த விருந்தோம்பி விண்மீன் பேரடையும் உறுதியாகக் கண்டறியப்படவில்லை; காமா கதிர், எக்ஸ் கதிர், ஒளியியல் அல்லது நிலையான ரேடியோ இணை மூலங்களுக்கான தேடல்கள் எதையும் கண்டுபிடிக்கவில்லை.

வெளியான ஆற்றல் மிதமானது: தரவுகள் அனுமதிக்கும் அதிகபட்சத் தொலைவில் மூலம் இருப்பதாக எடுத்துக்கொண்டாலும், வலுவான காந்தப்புலம் கொண்ட நியூட்ரான் விண்மீனான ஒரு வழக்கமான காந்தவிண்மீனில் (magnetar) சேமிக்கப்பட்டுள்ள காந்த ஆற்றலில் சுமார் பத்து லட்சத்தில் ஒரு பங்கு.

எது இப்படி இயங்கி அணையக்கூடும்?

ஆசிரியர்கள் வெற்றியாளர் யாரையும் அறிவிக்காமல் பல கருத்துகளை எடைபோடுகின்றனர்:

• நீண்ட காலம் அணைந்திருக்கும் இடைவிட்டு இயங்கும் துடிப்பு விண்மீன்கள் (intermittent pulsars). நமது பால்வழியில் அண்மையில் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட ஒன்று, PSR J2109+50, தனது பிரகாசமான நிலையை ஒரு மாதத்தில் ஒருமுறை மட்டுமே, சுமார் 90 நொடிகளுக்குக் காட்டியது — ஆனால் அது மிகவும் குறைவான ஒளிர்வு கொண்டது.
• காந்தவிண்மீன் வெடிப்புகள். நமது பால்வழியில், 1E 2259+586 என்ற காந்தவிண்மீன் 5.6 அமைதியான ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு நான்கு மணி நேரத்தில் 80-க்கும் மேற்பட்ட எக்ஸ் கதிர் வெடிப்புகளை உமிழ்ந்தது. இருந்தாலும், இரண்டு நிமிடப் புயல் என்பது பால்வழியில் அறியப்பட்ட எந்த எடுத்துக்காட்டையும் விட மிகவும் சுருக்கமானது.
• ஒரு துணை விண்மீன்; அதன் காற்றோ சுற்றுப்பாதையோ உமிழ்வுக்கோ தென்படுவதற்கோ ஒரு குறுகிய சாளரத்தைத் திறக்கக்கூடும்.
• ஈர்ப்பு வில்லை விளைவு (lensing); இதில் ஒரு பொருட்திரள், வழக்கமாக மிக மங்கலாக இருக்கும் ஒரு மூலத்தைச் சிறிது நேரம் பெரிதாக்குகிறது.

ஒரு மறைந்த தொகுதி

இப்படி அவ்வப்போது விழித்தெழும் மூலங்கள் இருந்தால், அகன்ற வானை தினமும் வருடுவதால் அவற்றைக் கண்டுபிடிக்க மிகச் சிறந்த இடம் CHIME. ஒரு எளிய புள்ளியியல் மாதிரி, CHIME-இன் எல்லைக்குள் அவற்றில் சுமார் 9 இருப்பதாகக் காட்டுகிறது — 1 முதல் 200-க்கு மேல் வரை மிகப் பெரிய நிச்சயமின்மையுடன் — மேலும், அதிகபட்சமாக, அடுத்த பத்தாண்டுகளில் ஒன்று முதல் நான்கு புதிய கண்டுபிடிப்புகளைக் கணிக்கிறது. ஒருமுறை மட்டுமே நிகழ்ந்தவை போலத் தோன்றும் சில வெடிப்புகள், பகுதியளவு மட்டுமே பிடிபட்ட புயல்களாகக்கூட இருக்கலாம். FAST போன்ற உணர்திறன் மிக்க ஒரு தொலைநோக்கியை, மூலத்தின் அமைதியான ஆண்டுகளில் அதை நோக்கித் திருப்பி, மங்கலான வெடிப்புகளைப் பிடிப்பதன் மூலம் இந்தக் கருத்தைச் சோதிக்கலாம்.