Fast Radio Bursts (FRB) telah menjadi tumpuan utama penyelidikan dalam satu dekad yang lalu. Dalam astronomi radio, fenomena ini merujuk kepada denyutan radio sementara yang berasal dari sumber kosmologi yang jauh, yang biasanya hanya bertahan beberapa milisaat secara purata. Sejak peristiwa pertama dikesan pada tahun 2007 ("Lorimer Burst"), tiga puluh empat FRB telah diperhatikan, tetapi para saintis masih belum pasti apa yang menyebabkannya.
Dengan teori mulai dari bintang yang meletup dan lubang hitam hingga pulsar dan magnetar - dan bahkan mesej yang datang dari kecerdasan luar daratan (ETI) - para astronom telah bertekad untuk mempelajari lebih lanjut mengenai isyarat aneh ini. Dan berkat kajian baru oleh pasukan penyelidik Australia, yang menggunakan Australia Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP), jumlah sumber FRB yang diketahui hampir dua kali ganda.
Kajian yang memperincikan penyelidikan mereka, yang baru-baru ini muncul dalam jurnal Alam semula jadi, diketuai oleh Dr. Ryan Shannon - seorang penyelidik dari Universiti Teknologi Swinburne dan Pusat Kecemerlangan ARC OzGrav - dan termasuk anggota dari Pusat Penyelidikan Astronomi Radio Antarabangsa (ICRAR), Kemudahan Nasional Teleskop Australia (ATNF), ARC Pusat Kecemerlangan Astrofizik Seluruh Langit (CAASTRO), dan pelbagai universiti.
Seperti yang mereka nyatakan dalam kajian mereka, usaha untuk memahami FRB secara keseluruhan telah terhalang oleh sejumlah faktor. Untuk satu, pencarian sebelumnya telah dilakukan dengan teleskop yang bervariasi dari segi kepekaan, pada jarak frekuensi radio yang berlainan, dan di persekitaran dengan tahap gangguan frekuensi radio yang berbeza - yang merupakan hasil dari aktiviti manusia.
Kedua, pencarian masa lalu menjadi rumit oleh sifat sementara sumber dan resolusi sudut instrumen pengesanan yang buruk, yang mengakibatkan ketidakpastian mengenai sumber FRB dan kecerahannya. Untuk mengatasi hal ini, pasukan ini melakukan tinjauan radio lapangan yang terkawal dengan baik untuk serangkaian letupan yang ditemui pada tahun 2016 dan ditelusuri ke galaksi kerdil yang terletak sejauh 3,7 miliar tahun cahaya.
Pasukan ini menjalankan tinjauan ini dengan menggunakan array ASKAP, teleskop tinjauan radio terpantas di dunia yang terletak di Australia barat. Direka dan direkayasa oleh Organisasi Penyelidikan Ilmiah dan Industri Komanwel (CSIRO), susunan ASKAP terdiri dari 36 antena "piring" yang tersebar di kawasan yang berukuran 6 km (3,7 mi) diameter.
Dengan menggunakan array ini, yang merupakan pendahulu teleskop Square Kilometer Array (SKA) yang akan datang, pasukan penyelidik meninjau letupan yang berasal dari sumber kosmologi yang jauh ini. Selain mencari lebih banyak FRB dalam satu tahun daripada tinjauan sebelumnya, mereka juga melihat bahawa isyarat itu datang dari sumber yang jauh lebih jauh daripada yang difikirkan sebelumnya. Seperti yang dijelaskan oleh Dr Shannon dalam siaran akhbar ICRAR:
"Kami telah menjumpai 20 ledakan radio pantas dalam setahun, hampir dua kali ganda jumlah yang dikesan di seluruh dunia sejak ditemui pada tahun 2007. Dengan menggunakan teknologi baru Australia Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP), kami juga membuktikan bahawa radio cepat meletup datang dari seberang Alam Semesta dan bukannya dari kawasan galaksi kita sendiri. "
Pemerhatian susulan yang dilakukan antara 8 hingga 46 hari selepas pengesanan awal mendapati bahawa tidak ada letupan yang berulang. 20 letupan yang mereka dapati juga termasuk sumber terdekat yang pernah diperhatikan, apatah lagi yang paling terang. Penemuan mereka juga menunjukkan bahawa ada hubungan antara penyebaran pecah dan kecerahan, serta intensiti dan jarak.
Sebabnya ada kaitan dengan fakta bahawa letupan yang lebih jauh bergerak selama berbilion tahun cahaya sebelum sampai ke Bumi. Dalam perjalanan mereka, mereka melalui bahan yang terletak di antara sumber dan Bumi (seperti awan gas), yang memberi kesan kepada mereka. Seperti yang dijelaskan oleh Dr Jean-Pierre Macquart, dari simpul ICRAR Universiti Curtin dan pengarang bersama di atas kertas, menjelaskan:
"Setiap kali ini berlaku, panjang gelombang yang berbeza yang membentuk pecah diperlahankan dengan jumlah yang berbeza. Akhirnya, pecah mencapai Bumi dengan penyebaran panjang gelombang tiba di teleskop pada waktu yang sedikit berbeza, seperti perenang di garisan penamat. Menentukan masa panjang gelombang yang berbeza memberitahu kita berapa banyak bahan yang dilalui pecah dalam perjalanannya. Dan kerana kami telah menunjukkan bahawa ledakan radio pantas datang dari jauh, kami dapat menggunakannya untuk mengesan semua benda yang hilang yang terletak di ruang antara galaksi — yang merupakan penemuan yang sangat mengasyikkan. "
Berkat kumpulan penemuan terbaru ini, para saintis sekarang memahami bahawa FRB yang telah dikesan sejauh ini berasal dari sisi lain kosmos, dan bukannya di galaksi kita. Walau bagaimanapun, kita masih belum dapat menentukan apa yang menyebabkannya atau galaksi mana mereka berasal. Tetapi dengan sampel kajian yang kini terdiri dari 48 deteksi, para penyelidik kemungkinan besar akan mempelajari lebih banyak lagi dalam beberapa tahun mendatang.
Bagi Dr. Shannon dan pasukan penyelidikannya, cabaran seterusnya adalah menentukan lokasi letupan di langit. "Kami akan dapat melokalisasikan ledakan menjadi lebih baik daripada seperseribu darjah," katanya. "Itu selebar rambut manusia yang terlihat sejauh sepuluh meter, dan cukup baik untuk mengikat setiap ledakan ke galaksi tertentu."
Sementara itu, kajian FRB juga diharapkan dapat membawa kepada beberapa kejayaan besar dalam bidang astronomi. Sudah, satu pasukan penyelidik CSIRO menggunakan Observatorium Parkes di Australia untuk mengesan FRB pada tahun 2016, yang kemudiannya diperhatikan oleh beberapa pemerhati di seluruh dunia. Hasilnya, pasukan dapat mengenal pasti sumbernya (galaksi elips 6 miliar tahun cahaya) dan menentukan peralihan isyarat.
Pencapaian yang belum pernah terjadi sebelumnya ini membolehkan pasukan penyelidik mengukur ketumpatan bahan campur tangan antara galaksi dan Bumi ini, yang mengesahkan bahawa model semasa kita untuk mengukur ketumpatan bahan di Alam Semesta adalah betul. Dengan kata lain, pasukan dapat menemui "perkara hilang" Alam Semesta dengan menggunakan FRB sebagai kayu ukur. Atau sebagai Dr. Jean-Pierre Macquart, Pensyarah Kanan di Universiti Curtin dan salah seorang saintis yang bertanggungjawab untuk penemuan itu, meletakkannya:
“[FRB] adalah, makmal fizik, yang menyelidiki bahan dan tenaga yang tidak dapat kita akses di makmal daratan. Dan justru jenis fizik inilah yang akan mendorong kemajuan teknologi masa depan pada generasi yang akan datang. "
Penyelidikan terkini juga menentukan bahawa FRB adalah peristiwa kosmologi yang sangat biasa, berlaku kira-kira sekali setiap detik di Alam Semesta kita. Dengan alat pemerhatian yang kuat dalam talian tidak lama lagi - seperti Square Kilometer Array (SKA), Large Latin Millimeter Array (LLAMA) dan Qitai 110m Radio Telescope - para saintis pasti akan memerhatikan banyak lagi FBR dalam masa terdekat.
Dengan setiap pengesanan baru, kami bersedia untuk mengetahui lebih lanjut tentang apa yang menyebabkan kilatan pelik ini, dan bagaimana ia dapat digunakan untuk membuka misteri Alam Semesta kita. Sementara itu, pastikan untuk melihat wawancara ini dengan Dr. Shannon dan pasukan penemuan, dengan hormat dari CSIRO:
