Астрономи мислили да је магнетар – испоставило се да је кратки спој из старог сателита

У почетку су астрономи мислили да посматрају нешто егзотично.

„Сви смо се узбудили, мислећи да смо открили непознати објекат у близини Земље“, каже Кленси Џејмс, ванредни професор на Институту за радио-астрономију Универзитета Кертин у Западној Аустралији.

Подаци које су Џејмс и његове колеге посматрали дошли су са радио-телескопа ASKAP, низа од 36 антена у земљи Ваџари Јамаџи, свака висока као зграда од три спрата. Астрономи са овим радио-телескопима траже податке за врсту сигнала која се назива „брза радио-експлозија“ – бљесак енергије који избија из удаљених галаксија.

„Ово су невероватно снажне експлозије радио-таласа које трају око милисекунду“, објашњава проф. Џејмс. „Не знамо шта их производи и покушавамо да откријемо, јер они заиста доводе у питање познату физику – толико су сјајни. Такође покушавамо да их користимо за проучавање расподеле материје у универзуму.“

Астрономи верују да ови експлозије могу доћи од магнетара, додаје професор. Ови објекти су веома густи остаци мртвих звезда са снажним магнетним пољима. „Магнетари су потпуно луди. Они су најекстремније ствари које можете видети у универзуму пре него што се претворе у црну рупу.“

Али, чинило се да сигнал долази веома близу Земље – толико близу да није могао бити астрономски објекат. „Успели смо да утврдимо да долази са удаљености од око 4.500 километара. И добили смо прилично тачно подударање за овај стари сателит под називом Релеј 2. Постоје базе података у којима се може утврдити где би требало да се налази било који сателит, а није било других сателита нигде у близини“, наводи проф. Џејмс.

„Сви смо били помало разочарани због тога, али смо помислили: 'Чекајте мало. Како је до овога дошло?'“

Масиван кратки спој

НАСА је лансирала Релеј 2, експериментални комуникациони сателит, у орбиту 1964. године. Била је то ажурирана верзија Релеја 1, који је лансиран две године раније и коришћен је за пренос сигнала између САД и Европе и пренос Летњих олимпијских игара 1964. у Токију.

Само три године касније, са завршеном мисијом и оба главна инструмента ван употребе, Релеј 2 се већ претворио у свемирски отпад. Од тада бесциљно кружи око наше планете, све док Џејмс и његове колеге нису то повезали са чудним сигналом који су открили прошле године.

Али да ли би мртви сателит могао изненада да оживи након деценија тишине?

У покушају да одговоре на то питање, астрономи су написали рад о својој анализи, који ће бити објављен у частопису The Astrophysical Journal Letters.

Схватили су да извор сигнала није удаљена галактичка аномалија, већ нешто близу, када су видели да је слика коју је направио телескоп – графички приказ података – мутна.

„Разлог зашто смо добијали ову замућену слику је тај што се извор налазио у блиском пољу антене – унутар неколико десетина хиљада километара. Када имате извор који је близу антене, он стиже мало касније до спољашњих антена и генерише закривљени таласни фронт, за разлику од равног када је заиста далеко“, напомиње професор.

Ова неусклађеност у подацима између различитих антена изазвала је замућење, па су, да би га уклонили, истраживачи елиминисали сигнал који долази са спољашњих антена како би се усредсредили само на унутрашњи део телескопа, који се простире на око шест квадратних километара у аустралијској дивљини.

„Када смо га први пут детектовали, изгледао је прилично слабо. Али када смо зумирали, постајао је све светлији и светлији. Читав сигнал траје око 30 наносекунди, или 30 милијардитих делова секунде, али главни део је само око три наносекунде, а то је заправо на граници онога што наш инструмент може да региструје“, наводи Џејмс. „Сигнал је био око 2.000 или 3.000 пута светлији од свих осталих радио података које наш (инструмент) детектује – био је убедљиво најсјајнија ствар на небу.“

Истраживачи имају две претпоставке о томе шта је могло да изазове тако снажну варницу. Главни кривац је вероватно накупљање статичког електрицитета на металној облози сателита, који се изненада ослободио.

„Почиње накупљањем електрона на површини летелице. Летелица почиње да се пуни због накупљања електрона. И наставља да се пуни док не буде довољно наелектрисања да изазове кратак спој на некој компоненти летелице, и добијете изненадну варницу“, објашњава астроном. „Потпуно је исто као када трљате ногама о тепих, а затим прстом запалите варницу.“

Мање вероватан узрок је удар микрометеорита, свемирске стене величине не веће од једног милиметра: „Микрометеорит који удари у свемирску летелицу, док путује брзином од 20 километара у секунди или више у основи ће претворити остатке од удара у плазму – невероватно врућ, густ гас. И ова плазма може емитовати кратак талас радио-таласа“, додаје Џејмс.

Међутим, јако специфичне околности би морале да се стекну како би дошло до ове интеракције микрометеорита, што указује да постоји мања шанса да је то био узрок, сматрају истраживачи. „Знамо да електростатичка пражњења заправо могу бити прилично честа. Што се људи тиче, она уопште нису опасна. Међутим, апсолутно могу оштетити свемирску летелицу.“

Ризик од забуне

Пошто је ова пражњења тешко пратити, Џејмс верује да ово откриће радио-сигнала показује да би посматрања са земље могла открити „чудне ствари које се дешавају са сателитима“ – и да би истраживачи могли да користе много јефтинији, лакши за израду уређај за тражење сличних догађаја, уместо огромног телескопа који су користили. Такође је спекулисао да је, пошто је Релеј 2 био рани сателит, могуће да су материјали од којих је направљен склонији накупљању статичког наелектрисања него модерни сателити, који су дизајнирани тако да се овај проблем имао на уму.

Али спознаја да сателити могу ометати галактичка посматрања такође представља изазов и додаје се на листу претњи које представља свемирски отпад. Од почетка свемирског доба, скоро 22.000 сателита је послато у орбиту, а нешто више од половине још увек функционише. Током деценија, мртви сателити су се сударили стотине пута, стварајући густо поље отпада и стварајући милионе ситних фрагмената који круже брзином до 29.000 километара на сат.

„Покушавамо да видимо у основи наносекундне експлозије ствари које нам долазе из универзума, и ако сателити могу да произведу и ово, онда ћемо морати да будемо веома опрезни“, истиче проф. Џејмс, мислећи на могућност мешања сателитских експлозија са астрономским објектима. „Како све више сателита иде у орбиту, то ће отежати ову врсту експеримента.“

Анализа овог догађаја коју су спровели Џејмс и његов тим је „свеобухватна и разумна“, према речима Џејмса Кордеса, професора астрономије Џорџа Фелдштајна на Универзитету Корнел, који није био укључен у студију. „С обзиром на то да је феномен електростатичког пражњења познат већ дуго времена, мислим да је њихово тумачење вероватно тачно. Нисам сигуран да је идеја о микрометеороиду, која је у раду представљена као алтернатива, међусобно искључива. Ово друго би могло да покрене прво.“

Ралф Спенсер, професор емеритус радио-астрономије на Универзитету у Манчестеру у Великој Британији, који такође није био укључен у рад, слаже се да је предложени механизам изводљив, напомињући да су варнична пражњења са ГПС сателита већ детектована.

Студија илуструје како астрономи морају да воде рачуна да не помешају радио-експлозије из астрофизичких извора са електростатичким пражњењима или микрометеороидним експлозијама, истакли су и Кордес и Спенсер у изјави за Си-Ен-Ен.

„Резултати показују да такви блиски импулси из свемира могу бити чешћи него што се раније мислило и да је потребна пажљива анализа како би се показало да зрачење долази од звезда и других астрономских објеката, а не од објеката које је створио човек близу Земље“, додао је Спенсер.

„Нови експерименти који су сада у развоју, као што је нискофреквентни низ квадратних километара (SKA-Low) који се гради у Аустралији, моћи ће да расветле овај нови ефекат.“