สล็อตแตกง่าย อนุภาคที่เข้าใจยากจะจับได้ยาก แต่พวกมันน่าจะเป็นปืนสูบบุหรี่ นักวิจัยกล่าวเป็นเวลากว่าทศวรรษแล้วที่นักดาราศาสตร์งงงวยเกี่ยวกับต้นกำเนิดของการระเบิดของคลื่นวิทยุอย่างรวดเร็ว การระเบิดของคลื่นวิทยุสั้นๆ ที่ส่วนใหญ่มาจากกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลออกไป ในช่วงเวลาเดียวกันนั้น นักวิทยาศาสตร์ยังได้ตรวจพบนิวตริโนพลังงานสูง ซึ่งเป็นอนุภาคผีจากนอกทางช้างเผือกที่ยังไม่ทราบที่มา
ทฤษฎีใหม่แนะนำว่าสัญญาณลึกลับทั้งสองอาจมาจากแหล่งกำเนิดจักรวาลเดียว นั่น คือดาวนิวตรอนที่มีกัมมันตภาพรังสีสูงและมีกัมมันตภาพรังสีที่เรียกว่าแมกนีทาร์ หากเป็นจริง ข้อมูลนั้นสามารถกรอกรายละเอียดว่าคลื่นวิทยุระเบิดหรือ FRB เกิดขึ้นได้เร็วเพียงใด อย่างไรก็ตาม การค้นหา “ปืนสูบบุหรี่” ซึ่งจับนิวตริโนและระเบิดทางวิทยุพร้อมกันจากสนามแม่เหล็กเดียวกัน จะเป็นเรื่องที่ท้าทายเพราะว่านิวตริโนดังกล่าวจะหายากและหายาก นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Brian Metzger จากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียกล่าว เขาและเพื่อนร่วมงานอธิบายแนวคิดนี้ในการศึกษาที่โพสต์เมื่อวันที่ 1 กันยายนที่ arXiv.org
จัสติน แวนเดนบรูค นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน-แมดิสัน ผู้ตามล่าหานิวตริโนแต่ไม่ได้เกี่ยวข้องกับงานใหม่กล่าว
ตรวจพบการระเบิดของคลื่นวิทยุอย่างรวดเร็วมากกว่า 100 ครั้ง แต่ส่วนใหญ่อยู่ไกลเกินกว่าที่นักดาราศาสตร์จะมองเห็นว่าอะไรเป็นตัวขับเคลื่อนการระเบิดของพลังงาน มีการถกเถียงกันถึงคำอธิบายที่เป็นไปได้หลายสิบข้อ ตั้งแต่การชนกันของดาวฤกษ์ไปจนถึงหลุมดำมวลมหาศาล ไปจนถึงซากของดาวฤกษ์ที่หมุนอยู่เรียกว่าพัลซาร์ ไปจนถึงพัลซาร์ที่โคจรรอบหลุมดำ ( SN: 1/10/18 ) นักดาราศาสตร์บางคนถึงกับเรียกสัญญาณจากมนุษย์ต่างดาว
แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แมกนีทาร์ได้กลายเป็นคู่แข่งสำคัญ “เราไม่รู้ว่าเครื่องยนต์ของคลื่นวิทยุระเบิดเร็วคืออะไร แต่มีความมั่นใจมากขึ้นเรื่อยๆ ว่าบางส่วนมาจากสนามแม่เหล็กที่ลุกเป็นไฟ” เมตซ์เกอร์กล่าว
ความเชื่อมั่นนั้นเพิ่มขึ้นในเดือนเมษายน เมื่อนักดาราศาสตร์ตรวจพบการระเบิดของคลื่นวิทยุครั้งแรกที่มาจากภายในดาราจักรทางช้างเผือก ( SN: 6/4/20 ) การปะทุอยู่ใกล้พอ — ห่างออกไปประมาณ 30,000 ปีแสง — ที่นักดาราศาสตร์สามารถสืบย้อนไปถึงดาวแม่เหล็กอายุน้อยที่ยังคุกรุ่นที่เรียกว่า SGR 1935+2154 Vandenbroucke กล่าวว่า “มันเหมือนกับหิน Rosetta สำหรับการทำความเข้าใจ FRBs
มีหลายวิธีที่แมกนีทาร์สามารถเปล่งการระเบิดได้ Metzger กล่าว การระเบิดของคลื่นวิทยุอาจมาจากพื้นผิวของดาวนิวตรอน เป็นต้น หรือคลื่นกระแทกที่เกิดขึ้นหลังจากแมกนีทาร์ระเบิดเปลวไฟที่มีพลังซึ่งคล้ายกับที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ก็สามารถสร้างคลื่นวิทยุได้
เฉพาะคลื่นกระแทกเหล่านั้นเท่านั้นที่จะผลิตนิวตริโนและระเบิดทางวิทยุอย่างรวดเร็วในเวลาเดียวกัน Metzger กล่าว โดยมีวิธีการดังนี้: แม่เหล็กบางตัวจะปล่อยแสงแฟลร์ซ้ำๆ เพื่อเพิ่มคุณค่าให้กับสภาพแวดล้อมด้วยอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้า เปลวไฟแต่ละดวงจะดึงโปรตอนบางส่วนออกจากพื้นผิวดาวนิวตรอน สถานการณ์อื่นอาจทำให้แมกนีตาร์มีรัศมีอิเล็กตรอน แต่โปรตอนจะมาจากแมกนีตาร์เท่านั้น ถ้าแมกนีทาร์มีรัศมีอิเล็กตรอน การเพิ่มโปรตอนลงในส่วนผสมจะเป็นตัวกำหนดปรากฏการณ์คอสมิกขนาดสองเท่า
เมื่อเปลวไฟครั้งต่อไปไหลเข้าสู่โปรตอนที่ปล่อยออกมาจากเปลวไฟครั้งก่อน
มันจะเร่งโปรตอนและอิเล็กตรอนไปในทิศทางเดียวกันด้วยความเร็วเท่ากัน เมตซ์เกอร์กล่าวว่า “การเต้นรำตามคำสั่ง” ของอิเล็กตรอนสามารถทำให้เกิดการระเบิดของคลื่นวิทยุได้อย่างรวดเร็วโดยการแปลงพลังงานของการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนให้เป็นคลื่นวิทยุ และโปรตอนสามารถผ่านปฏิกิริยาลูกโซ่ซึ่งส่งผลให้เกิดนิวตริโนพลังงานสูงเพียงตัวเดียวต่อโปรตอน
ร่วมกับนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ Ke Fang จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดและ Ben Margalit จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเบิร์กลีย์ Metzger ได้คำนวณพลังงานของนิวตริโนใด ๆ ที่จะเกิดขึ้นจากการระเบิดทางวิทยุอย่างรวดเร็วในเดือนเมษายน ทีมงานพบว่าพลังงานเหล่านั้นตรงกับพลังงานที่หอสังเกตการณ์นิวตริโน IceCube ตรวจพบในแอนตาร์กติกา
Vandenbroucke ผู้ซึ่งเคยค้นหาสัญญาณของนิวตริโนจากการระเบิดทางวิทยุอย่างรวดเร็วในข้อมูล IceCube ตั้งแต่ปี 2016 ซึ่งไม่น่าแปลกใจเลย เนื่องจากคาดว่านิวตริโนจาก FRB จะหายาก การตรวจจับใดๆ จะเป็นความท้าทาย และอาจต้องใช้แสงแฟลร์จากแมกนีตาร์ที่สว่างเป็นพิเศษเพื่อมุ่งสู่โลกโดยตรง
Vandenbroucke เดิมพันกับนักเรียนในแง่มุมอื่น ๆ ของการวิจัย แต่เขาบอกว่าเขาจะไม่ทุ่มเงินลงไปเลยว่าเขาจะได้เห็นนิวตริโนจากคลื่นวิทยุระเบิดอย่างรวดเร็วในชีวิตของเขาหรือไม่ “มีความไม่แน่นอนมากเกินไป” เขากล่าว
ถึงกระนั้น เขาก็มองโลกในแง่ดี “แม้แต่การตรวจจับนิวตริโนหนึ่งตัวจาก [การระเบิดด้วยคลื่นวิทยุอย่างรวดเร็ว] หนึ่งครั้งก็ยังเป็นการค้นพบ และจะใช้เวลาเพียง FRB ที่โชคดีเพียงตัวเดียวในการผลิตนิวตริโนที่ตรวจจับได้” เขากล่าว สล็อตแตกง่าย
