Fast Radio Burst เป็นปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ เมื่อเราตรวจพบแหล่งกำเนิดคลื่นความถี่กะพริบบนท้องฟ้าซึ่งเราจะมองเห็นได้ผ่านกล้องโทรทรรศน์วิทยุ (Radio Telescope) ให้ลองนึกภาพเหมือนหนังเรื่อง Contact ซึ่งปรากฏการณ์พวกนี้นักดาราศาสตร์ได้ตรวจพบมาแล้วจำนวนหลายสิบครั้ง ล่าสุดในปี 2012 นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบ FRB 121102 ปรากฏการณ์นี้ต่างจาก FRB แหล่งอื่น ๆ ตรงที่มันมีการแผ่ซ้ำได้จากแหล่งเดิม ภายหลังพบว่ามันเกิดจากปรากฏการณ์ Polarization ของดาวนิวตรอนที่โคจรรอบหลุมดำมวลยวดยิ่ง และนั่นก็เป็นการค้นพบ FRB ที่แผ่ซ้ำได้เป็นครั้งแรก
ในวันที่ 9 มกราคม 2019 นักดาราศาสตร์จาก CHIME หรือ Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment ได้ Publish Paper ที่ชื่อว่า Observations of fast radio bursts at frequencies down to 400 megahertz กล่าวถึงการค้นพบ FRB หรือ Fast Radio Burst ใหม่กว่า 13 แหล่ง แหละมี 1 แหล่งที่พบการแผ่ FRB แบบซ้ำ ๆ ได้ เหมือนกับที่เคยเจอมาก่อนหน้านี้
รูปร่างหน้าตาของจานรับสัญญาของ CHIME นั้นจะแปลกตาจากที่เราเคยเห็น มันเป็นแผ่นโค้งยาว 100 เมตร กว้าง 20 เมตร จำนวน 4 ชุด การทำงานของมันก็คือเมื่อโลกหมุน มันจะสามารถตรวจจับคลื่นความถี่จากตำแหน่งต่าง ๆ ของท้องฟ้าได้โดยที่ไม่ต้องขยับ (เหมือนกับจานรับสัญญาณวิทยุที่เราจะเห็นมันหันชี้ไปยังตำแหน่งต่าง ๆ ของท้องฟ้าได้) ซึ่งถูกสร้างขึ้นมาเมื่อปลายปี 2017 นี้เอง แต่ก็สามารถสร้างการค้นพบใหม่ได้อย่างรวดเร็ว
หน้าตาของ CHIME ณ Okanagan Valley ใน British Columbia ที่มา – Andre Renard
นอกจากดาราศาสตร์แล้ว CHIME ยังแสดงถึงความก้าวหน้าในการออกแบบอัลกอริทึมที่ใช้ในการทำ digital signal processing สำหรับผู้ที่บุกเบิกเทคนิคนี้ก็ไม่ใช่ใครที่ไหน เขาคือคุณ Max Tegmark นักวิทยาศาสตร์และวิทยาการคอมพิวเตอร์ เจ้าของหนังสือ Life 3.0 นั่นเอง
ความพิเศษของการค้นพบครั้งนี้มีหลายอย่างมาก อย่างหนึ่งที่น่าสนใจก็คือ ปกติ FRB ที่เราตรวจเจอจะมีความถี่อยู่ที่ประมาณ 1.4 GHz ไปจนถึง 8 GHz แต่สำหรับครั้งนี้ และยังไม่เคยเจอต่ำกว่า 700 MHz มาก่อน แต่หนึ่งใน FRB ที่ถูกจับได้โดย CHIME นั้น มีความถี่ต่ำสุดอยู่ที่ 400 MHz ทำให้ CHIME นั้นนับว่าเป็นเครื่องมือที่มีความ Sensitive สูงมาก ข้อมูลพวกนี้เกิดจากการเก็บ Data มาตั้งแต่กลางปี 2018 เพียงไม่กี่เดือนหลังจากที่อุปกรณ์ถูกสร้างขึ้น
การเกิด FRB ซ้ำ ๆ นั้น คุณ Ingrid Stairs หนึ่งในทีมจาก CHIME จาก University of British Columbia บอกว่า การที่เรารู้ว่า FRB นั้นเกิดซ้ำ ๆ ณ จุดเดิมได้ ไม่ใช่เรื่องปกติ และความรู้นี้จะนำไปสู่ความเข้าใจปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์พลังงานสูงอื่น ๆ และเมื่อรวมกับศาสตร์หลาย ๆ อย่างเช่น พหุพาหะดาราศาสตร์ (Multi-messenger) ก็จะช่วยให้เราเข้าใจหลาย ๆ อย่างมากขึ้น
FRB นั้น ไม่ใช่เรื่องแปลกอีกต่อไป เมื่อนักดาราศาสตร์สามารถอธิบายแหล่งกำเนิดของมันได้ ว่ามาจากปรากฏการณ์พลังงานสูงต่าง ๆ เช่น การชนกันของหลุมดำหรือดาวนิวตรอน การโคจรรอบหลุมดำของดาวนิวตรอน ทุกวันนี้เราตรวจจับ FRB ได้มากกว่า 60 แหล่งแล้ว ณ ตำแหน่งต่าง ๆ บนท้องฟ้า
สิ่งสำคัญที่การค้นพบครั้งนี้บอกกับเรามีอยู่ 2 อย่าง อย่างแรกก็คือปรากฏการณ์ Repeating FRB หรือ FRB ที่เกิดซ้ำในแหล่งเดิมนั้นเป็นเรื่องปกติ เนื่องจากการค้นพบครั้งนี้เป็นการค้นพบ FRB ที่เกิดซ้ำได้เป็นจุดที่ 2 ดังนั้น ก็เป็นไปได้ว่าจะมีการตรวจเจอปรากฏการณ์เช่นนี้ซ้ำอีกหลายครั้งในอนาคต ส่วนประเด็นที่สองก็คือ เทคนิคการตรวจจับของ CHIME นั้นสามารถใช้งานได้ดี และมีความ Sensitive สูงพอที่จะตรวจจับคลื่นความถี่ต่ำถึง 400 MHz ได้ จากเดิมที่เราจะตรวจจับได้ก็ต้องมีความถี่สูงถึงระดับ GHz
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
อ้างอิง
Observations of fast radio bursts at frequencies down to 400 megahertz
Cosmic mystery deepens with new repeating radio burst discovery
