106 సెకన్లలో తొమ్మిది రేడియో మెరుపులు, ఆపై నిశ్శబ్దం

వేగవంతమైన రేడియో విస్ఫోటాలు (fast radio bursts) మిల్లీసెకన్లు మాత్రమే ఉండే రేడియో తరంగాల క్షణిక మెరుపులు, అవి ఇతర గెలాక్సీల నుంచి మనకు చేరతాయి. వాటి మూలం ఇంకా చర్చనీయాంశమే, ఒక ప్రశ్న అన్నింటికంటే ప్రధానమైనది: అవన్నీ పునరావృతమవుతాయా? కొన్ని మూలాలు మళ్లీ మళ్లీ మెరుస్తాయి; చాలావరకు ఒక్కసారి మాత్రమే కనిపించాయి. ప్రతిరోజూ 400 నుంచి 800 మెగాహెర్ట్జ్ మధ్య ఉత్తర ఆకాశాన్ని శోధించే కెనడా రేడియో టెలిస్కోప్ CHIME రెండో కేటలాగ్‌లో, 3,641 మూలాల్లో కేవలం సుమారు 2.4% మాత్రమే పునరావృతమవుతాయి.

మొత్తం సమూహాల అధ్యయనాలు సాధారణంగా ప్రతి పునరావృత మూలం స్థిరమైన సగటు రేటుతో విస్ఫోటాలను వెదజల్లుతుందని ఊహిస్తాయి. మెక్‌గిల్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన Ryan Mckinven, CHIME/FRB సహకార బృందంలోని సుమారు ముప్పై మంది సహచరులు ఇప్పుడు ఆ ఊహను మరే మూలం కంటే ఎక్కువగా ఛేదించే ఒక మూలాన్ని వివరిస్తున్నారు.

రెండు నిమిషాల ప్రచండం

1 జూన్ 2021న, ఇప్పుడు FRB 20210601A అని పిలిచే ఒక మూలం నుంచి CHIME 106.5 సెకన్లలో తొమ్మిది విస్ఫోటాలను నమోదు చేసింది. అప్పట్లో ఒక నెట్‌వర్క్ సమస్య వల్ల స్వయంచాలక హెచ్చరికలు ఆగిపోయాయి, కాబట్టి ఎవరూ గమనించలేదు. రెండో కేటలాగ్ కోసం డేటాబేస్‌ను క్రమపద్ధతిలో తనిఖీ చేస్తున్నప్పుడు, డిసెంబర్ 2024లో మాత్రమే ఆ విస్ఫోటాలు బయటపడ్డాయి.

ఆ తర్వాత బృందం మరిన్నింటి కోసం వెతికింది. CHIME తనంతట తాను కదలదు: భూమి తిరగడం వల్ల ఆకాశంలోని ఆ భాగం రోజుకు ఒకసారి, సుమారు పది నిమిషాల పాటు, దాని దృష్టి క్షేత్రాన్ని దాటుతుంది. జూలై 2018 నుంచి 2025 చివరి వరకు, అది మొత్తం సుమారు 320 గంటల పరిశీలన అవుతుంది: తుఫానుకు ముందు సుమారు 132, తర్వాత 188. అదనంగా ఒక్క విస్ఫోటం కూడా లేదు, తుఫాను చుట్టూ ఉన్న రోజుల్లో గుర్తింపు పరిమితికి కాస్త దిగువన ఉండే మసక విస్ఫోటాలు కూడా లేవు. 2025 చివరి నాటికి, క్రియాశీల కాలం తర్వాతి నిశ్శబ్దం కనీసం 1,674 రోజులు కొనసాగింది.

ఆ 106.5 సెకన్లలో, విస్ఫోటాలు వాన చినుకుల్లా యాదృచ్ఛికంగా, సెకనుకు సుమారు 0.075 రేటుతో వచ్చాయి. ఆ వేగంతో, మరో 40 సెకన్లు ఒక్క విస్ఫోటం కూడా లేకుండా గడిచే అవకాశం 5% కంటే తక్కువకు పడిపోతుంది. అయినా కొన్ని నిమిషాల తర్వాత మూలం CHIME దృష్టి క్షేత్రపు మధ్యభాగాన్ని దాటినప్పుడు, ఏమీ రాలేదు: ఏదో ఆగిపోయింది.

తుఫాను సగమే కనిపించింది

తొమ్మిది విస్ఫోటాలూ మూలం CHIME కిరణపుంజాల పక్క తమ్మెలో (side lobe) ఉన్నప్పుడు వచ్చాయి — దృష్టి క్షేత్రపు తక్కువ సున్నితమైన అంచు, ఇది కేంద్రంతో పోలిస్తే సుమారు నాలుగోవంతు సున్నితమైనది. తుఫాను కొన్ని నిమిషాలు ఆలస్యంగా, మూలం నెత్తిమీదుగా వెళ్తున్నప్పుడు వచ్చి ఉంటే, CHIME కనీసం 21 విస్ఫోటాలను, బహుశా సుమారు 70ను నమోదు చేసి ఉండేదని బృందం అంచనా వేస్తుంది.

అది ఎంత తీవ్రమైనది? చైనాకు చెందిన భారీ రేడియో టెలిస్కోప్ FAST అనుసరించిన, తెలిసిన వాటిలో అత్యంత సమృద్ధిగా విస్ఫోటాలు వెదజల్లే రెండు పునరావృత మూలాలతో బృందం దీన్ని పోల్చింది. FAST పూర్తి సున్నితత్వంతో, అవి 106.5 సెకన్ల కిటికీలో 46, 23 విస్ఫోటాలకు చేరతాయి. కానీ తొమ్మిదింటిలో అత్యంత మసకదానంత ప్రకాశవంతమైన విస్ఫోటాలను మాత్రమే ఉంచితే, వాటి అత్యుత్తమ కిటికీల్లో కేవలం 6, 8 మాత్రమే ఉంటాయి. రచయితల ప్రకారం, పోల్చదగిన సున్నితత్వం వద్ద ఒక పునరావృత మూలం నుంచి ఇప్పటివరకు నివేదించిన వాటిలో నిమిషాల వ్యవధిలో అత్యధిక విస్ఫోట రేటును FRB 20210601A చూపుతుంది — అయితే రెండు టెలిస్కోప్‌లు వేర్వేరు పౌనఃపున్యాల వద్ద, వేర్వేరు లయల్లో వింటాయి కాబట్టి ఈ పోలిక స్థూలమైనదే.

విచిత్రమైన కాలపట్టికతో ఒక సాధారణ మూలం

మిగతా అన్ని విధాలా, ఈ మూలం మామూలుగానే కనిపిస్తుంది. విస్ఫోటాలకు పునరావృత మూలాల్లో సాధారణంగా కనిపించే సాగదీసిన, బహుళ భాగాల ఆకారాలు ఉన్నాయి, అవి దాటే వాయువు వల్ల వాటి సంకేతం విస్తరించే, మెలితిరిగే తీరు CHIME పునరావృత మూలాల సగటుకు దగ్గరగా ఉంటుంది. ఆతిథేయ గెలాక్సీని ఖచ్చితంగా గుర్తించలేకపోయారు, గామా-కిరణ, X-కిరణ, దృశ్య కాంతి లేదా నిరంతర రేడియో ప్రతిరూపాల కోసం వెతికినా ఏమీ దొరకలేదు.

విడుదలైన శక్తి నిరాడంబరమైనది: మూలం దూరాన్ని డేటా అనుమతించే గరిష్ఠంగా తీసుకున్నా, ఒక సాధారణ మాగ్నెటార్‌లో — బలంగా అయస్కాంతీకరించిన న్యూట్రాన్ నక్షత్రం — నిల్వ ఉండే అయస్కాంత శక్తిలో సుమారు పది లక్షలవంతు.

అలా ఆన్-ఆఫ్ అయ్యేది ఏమై ఉంటుంది?

రచయితలు అనేక ఆలోచనలను తూకం వేస్తారు, ఏదీ విజేతగా నిలవదు:

• అడపాదడపా పల్సార్లు (intermittent pulsars), ఇవి సుదీర్ఘ కాలాల పాటు ఆగిపోతాయి. మన గెలాక్సీలో ఇటీవల కనుగొన్న PSR J2109+50 తన ప్రకాశవంతమైన స్థితిని నెలలో ఒక్కసారి మాత్రమే, సుమారు 90 సెకన్ల పాటు చూపించింది — కానీ అది చాలా తక్కువ ప్రకాశవంతమైనది.
• మాగ్నెటార్ విస్ఫోటనాలు. మన గెలాక్సీలో, 1E 2259+586 అనే మాగ్నెటార్ 5.6 ప్రశాంత సంవత్సరాల తర్వాత నాలుగు గంటల్లో 80కి పైగా X-కిరణ విస్ఫోటాలను వెదజల్లింది. అయినప్పటికీ, రెండు నిమిషాల తుఫాను మన గెలాక్సీలో తెలిసిన ఏ ఉదాహరణ కంటే చాలా కుదించబడినది.
• ఒక సహచర నక్షత్రం, దాని గాలి లేదా కక్ష్య ఉద్గారానికి లేదా కనిపించడానికి ఒక చిన్న కిటికీని తెరుస్తుంది.
• కటకీకరణ (lensing), ఇందులో పదార్థపు ఒక ముద్ద సాధారణంగా మరీ మసకగా ఉండే మూలాన్ని కొద్దిసేపు పెద్దది చేస్తుంది.

ఒక దాగిన సమూహం

అలాంటి అడపాదడపా మూలాలు ఉంటే, విశాల ఆకాశాన్ని రోజువారీ శోధించడం వల్ల వాటిని కనుగొనడానికి CHIME అత్యుత్తమ స్థానం. ఒక సాధారణ గణాంక మోడల్ CHIME అందుబాటులో వాటిలో సుమారు 9 ఉన్నాయని సూచిస్తుంది — అపారమైన అనిశ్చితితో, 1 నుంచి 200కు పైగా — అత్యుత్తమ సందర్భంలో, రాబోయే దశాబ్దంలో మరో ఒకటి నుంచి నాలుగు ఆవిష్కరణలను అంచనా వేస్తుంది. పైకి ఒక్కసారే జరిగినట్లు కనిపించే కొన్ని విస్ఫోటాలు పాక్షికంగా మాత్రమే పట్టుబడిన తుఫానులు కూడా కావచ్చు. FAST వంటి సున్నితమైన టెలిస్కోప్‌ను దాని ప్రశాంత సంవత్సరాల్లో ఈ మూలం వైపు గురిపెడితే, మరింత మసకైన విస్ఫోటాలను పట్టుకోవడం ద్వారా ఈ ఆలోచనను పరీక్షించవచ్చు.