انفجارهای رادیویی سریع_
اثر مهدی بصیرت نیا

انفجارهای رادیویی سریع (FRB) چیست؟
فوران‌های رادیویی سریع (FRB) انفجارهای کوتاه، شدید و بسیار پرانرژی امواج رادیویی هستند که از اعماق فضا سرچشمه می‌گیرند. این انفجارها تنها به اندازه کسری از ثانیه طول می کشد اما به اندازه  انرژی خروجی خورشید که در طی سالها از خود به بیرون ساطع می کند، انرژی تولید می کنند. این انفجارها برای اولین بار در سال 2007 کشف شدند و منشا دقیق آنها همچنان موضوع تحقیقات فعال و جذاب در اخترفیزیک است. در این گفتگو سعی میکنیم تا برخی از ویژگی ها و جزئیات کلیدی در مورد انفجارهای رادیویی سریع را با هم بررسی کنیم تا با این مفهوم بسیار هیجان انگیز بیشتر آشنا شویم.
FRB ها بسیار کوتاه مدت هستند و معمولاً فقط چند میلی ثانیه دوام می آورند. این مختصر بودن، آنها را برای کشف و مطالعه چالش برانگیز می کند.با وجود مدت زمان کوتاه، FRB ها مقدار زیادی انرژی آزاد می کنند و آنها را در میان پر انرژی ترین رویدادهای اخترفیزیکی شناخته شده قرار می دهد. این شدت از تابش انرژی و پرتو، آنها را از سایر پدیده های کیهانی متمایز کرده و در زمره پر انرژی ترین حوادث کیهانی معرفی می کند.
یکی از ویژگی های متمایز FRB ها ،پدیده ای به نام پراکندگی است. همانطور که امواج رادیویی حاصل از یک FRB در فضا حرکت می کنند، با ذرات باردار مانند الکترون ها مواجه می شوند که باعث می شوند امواج با فرکانس پایین، کمی دیرتر از امواج با فرکانس بالاتر به ما برسند. از این اثرِ پراکندگی می توان برای تخمین مسافتی که امواج رادیویی طی کرده اند استفاده کرد.
FRBها امواج الکترومغناطیسی را در طیف وسیعی از فرکانس ها، از امواج رادیویی گرفته تا طول موج های مایکروویو، ساطع می کنند، که این ویژگی دیگری است که آنها را از سایر منابع اخترفیزیکی متمایز می کند.
منشا دقیق FRB ها موضوع تحقیقات و بحث های مداوم است. چندین نظریه ارائه شده است، از جمله مَگنِتارها (ستارگان نوترونی بسیار مغناطیسی)، ادغام ستاره های نوترونی، و سایر رویدادهای اخترفیزیکی عجیب و غریب که صحبت درباره هر کدام علیرغم جذابیت زیاد و موضوعات بحث برانگیز مرتبط با آنها نیازمند ساعت ها صحبت و بررسی است که سعی میکنیم در گفتگوهای بعدی بیشتر به انها بپردازیم.
مشاهده شده است که FRB ها از مکان های مختلف در آسمان می آیند، که نشان می دهد آنها از منابع مختلفی سرچشمه می گیرند. برخی از FRB ها “تکرار شونده” هستند، به این معنی که چندین بار از یک منبع مشاهده شده اند، در حالی که برخی دیگر صرفا رویدادهایی یکباره هستند.یکی از چالش‌های مهم در تحقیقات FRB، تعیین دقیق منبع آنها در آسمان است. این به ویژه برای FRB های یک بار مصرف و غیر تکراری دشوار است.مطالعه FRB ها این پتانسیل را دارد که درک ما از جنبه های مختلف اخترفیزیک، از جمله رفتار ماده در شرایط افراطی، ماهیت ستارگان نوترونی و مگنتارها، و توزیع ماده در جهان را افزایش دهد.
ستاره شناسان در حال کار برای گردآوری کاتالوگ FRB های شناسایی شده اند. پروژه هایی مانند CHIME (یا همان آزمایش نقشه برداری با شدت هیدروژن کانادا) به طور قابل توجهی میزان تشخیص FRB را افزایش داده اند. CHIME که مخفف عبارت Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment است، یک تلسکوپ رادیویی و رصدخانه اخترفیزیکی است که در بریتیش کلمبیا، کانادا واقع شده است. این تلسکوپ برای مطالعه طیف گسترده ای از پدیده های نجومی، با تمرکز اولیه بر انفجارهای رادیویی سریع (FRBs) و ساختارِ” مقیاس بزرگِ “جهان طراحی شده است. تلسکوپ رادیویی بزرگِ CHIME از چهار آنتن رادیویی استوانه ای تشکیل شده است که طول هر کدام 100 متر است که در یک خط چیده شده اند. این آنتن ها قابل هدایت نیستند، اما در موقعیت خود ثابت بوده و بخش بزرگی از آسمان را به طور همزمان مشاهده می کنند.این تلسکوپ در محدوده فرکانس رادیویی از 400 مگاهرتز تا 800 مگاهرتز عمل می کند. این محدوده فرکانس وسیع به آن اجازه می دهد تا طیف گسترده ای از امواج رادیویی را گرفته و FRB ها را در طول موج های مختلف تشخیص دهد.
فوران های سریع رادیویی (FRBs) در زمینه اخترفیزیک و برای درک ما از جهان به چند دلیل از اهمیت قابل توجهی برخوردار هستند:
💎 نخست ،ریشه های اسرارآمیز این پدیده ها: منابع دقیق FRB ها همچنان موضوع تحقیقات و بحث های فعال است. مطالعه FRB ها فرصتی برای کشف و درک رفتار ماده در محیط های اخترفیزیکی افراطی  ارائه می دهد.FRBها از جمله پرانرژی ترین رویدادهای اخترفیزیکی شناخته شده هستند که مقدار زیادی انرژی را در یک انفجار کوتاه آزاد می کنند. این موضوع آنها را به اشیاء جالبی برای مطالعه تبدیل می کند و بینش هایی را در مورد فیزیکِ چنین پدیده های پر انرژی ارائه می دهد.

💎 دوم به عنوان کاوشگرهای کیهانی: FRBها به عنوان کاوشگر کیهانی عمل می کنند و به دانشمندان اجازه می دهند تا توزیع ماده در جهان را مطالعه کنند. با اندازه‌گیری پراکندگی سیگنال‌های FRB، اخترشناسان می‌توانند اطلاعاتی درباره چگالی ماده یونیزه شده در طول مسیری که امواج رادیویی طی می‌کنند به دست آورند.مطالعه FRB ها، به ویژه پراکندگی آنها و تأثیر ماده مداخله گر بر سیگنال های آنها، می تواند بینشی در مورد تاریخ جهان، از جمله توزیع ماده در مقیاس های زمانی کیهانی ارائه دهد.
💎مورد سوم، تحقیقات مغناطیسی است. یکی از نظریه های پیشرو برای منشأ برخی از FRB ها، ستارگان نوترونی بسیار مغناطیسی معروف به مگنتارها هستند. مطالعه FRB ها درک ما را از این اشیاء عجیب و غریب و میدان های مغناطیسی شدید آنها افزایش داده است.FRB ها فرصت ارزشمندی برای مطالعه ستارگان نوترونی، که بقایای ستارگان پرجرم هستند، ارائه می دهند. این مطالعات به درک ما از چرخه زندگی ستاره ها کمک می کند.بر این اساس می توان فهمید که با شناسایی چنین ستارگانی چگونه می توان پایان رخداد های فوق خطرناکی که منجر به تولید پالسار ها و سایر اجرام ستاره ای فوق مغناطیسی می شود پی برد. رخدادهاییی که درک بهتر آنها به مفهوم شروع تغییراتی اساسی در فهم ما از چگونگی کارکرد کیهان خواهد بود…!
💎چهارمین مورد،فانوس های کیهانی است: FRB ها به عنوان فانوس های کیهانی عمل می کنند و به اخترشناسان اجازه می دهند تا ساختارِ “مقیاس بزرگِ “جهان را نقشه برداری کنند و اشیاء و پدیده های ناشناخته قبلی را کشف کنند.ویژگی خاص این نوع از انفجارهای کیهانی چنان است که می شود بعضا از انها به عنوان نقشه های کیهانی برای تعیین ساختار های دیگر گیتی و همینطور معیاری از فاصله های فوق دور در ابعاد گیتی استفاده کرد.
💎وزیست شناسی فضاییAstrobiology):( :مطالعه FRB ها می تواند درک ما را از محیط کیهانی و تأثیر بالقوه آن بر حیات فراتر از زمین نشان دهد. این شامل مطالعه محیط های کیهانی است که ممکن است سیاره های قابل سکونت را در خود جای دهند.مثلا زندگی بر روی سیاره ای که به دور یک پالسار می چرخد در صورت امکان چگونه خواهد بود…! می دانیم که به نظر غیر ممکن می رسد که حتی به چنین چیزی فکر کنیم، اما باید بدانیم که با شناختی که ما رفته رفته از کیهان و انواع ممکن حیات در آن به دست می اوریم، می شود گفت که هیچ چیز غیر ممکن نیست…!
به طور خلاصه، اهمیت FRB ها در ماهیت مرموز آنها، نقش آنها به عنوان کاوشگر کیهانی، سهم آنها در درک ما از تاریخ جهان، و توانایی آنها در آشکار کردن فیزیک محیط های اخترفیزیکی شدید و افراطی نهفته است. مطالعه FRB ها به گسترش دانش ما در مورد کیهان و پیشرفت در فن آوری و تکنیک های رصدی ادامه می دهد.علاوه بر تحقیقات FRB، از CHIME برای مطالعه تپ اخترها نیز استفاده می شود که ستاره های نوترونی سریع در حال چرخش هستند که پالس های منظم امواج رادیویی را ساطع می کنند. این به ستاره شناسان کمک می کند تپ اخترها را در سراسر آسمان کشف و رصد کنند.فوران های رادیویی سریع، انفجارهای شدید امواج رادیویی از منابع کیهانی دور هستند که با مدت زمان کوتاه، انرژی بالا، پراکندگی و محدوده فرکانس وسیع مشخص می شوند. منشأ و مکانیسم دقیق آنها همچنان موضوع تحقیقات فعال است و مطالعه آنها پتانسیل آشکارسازی درک جدیدی را در مورد پر انرژی ترین پدیده های جهان داراست.ما نیز سعی میکنیم تا با پرداختن به چنین موضوعات محیرالعقولی به سمت درک بهتر جهانی که نمی شناسیم حرکت کنیم و بی شک بررسی انفجارهای فوق سریع رادیویی یکی از همین سوزه های جذاب است که سعی کرده ایم تا با زبانی ساده تر آن را با شما به اشتراک بگذاریم.