Siden 2007 har astronomer registrert rundt 20 mystiske radiopulser, kilder som ligger langt utenfor Galaxy. BBC Earth spaltist bestemte seg for å finne ut mer om dette fenomenet.
Det er ingen mangel på rare og ikke fullt forståte fenomener i universet - fra sorte hull til outlandish planeter. Forskere har noe å pusle med.
Men ett mysterium i det siste har vært spesielt interessant for astronomer - mystiske utbrudd av radioutslipp i rommet, kjent som raske radiopulser.
De varer bare noen få millisekunder, men de frigjør omtrent en million ganger mer energi enn solen produserer over samme tidsperiode.
Siden oppdagelsen av den første slike impulsen i 2007, har astronomer klart å registrere mindre enn 20 slike tilfeller - alle kildene deres befant seg utenfor vår galakse og var jevnt fordelt over himmelen.
Imidlertid har teleskoper en tendens til å observere små deler av himmelen til enhver tid.
Hvis vi ekstrapolerer de innhentede dataene til hele himmelen, så, som astronomer antar, kan antallet slike radiopulser nå 10 tusen per dag.
Og ingen vet årsaken til dette fenomenet.
Kampanjevideo:
Astronomer har selvfølgelig mange mulige forklaringer, hvorav noen høres veldig eksotiske ut: kollisjoner av nøytronstjerner, eksplosjoner av sorte hull, brudd på kosmiske strenger, og til og med resultatene av aktiviteten til utenomjordisk intelligens.
"Det er nå flere teorier som prøver å forklare naturen til raske radiopulser enn det faktisk er pulser," sier Duncan Lorimer, en forsker ved American University of West Virginia og leder av forskerteamet som oppdaget den aller første raske radiopulsen (også kalt Lorimer-pulsen). "Dette er grobunn for teoretikere."
Men selv om forklaringen på naturen til raske radiopulser viser seg å være mye mer vanlig, kan de fremdeles være til stor nytte for vitenskapen.
De vil utvilsomt revolusjonere vår forståelse av universet.
Disse radiosignalene er som laserstråler som gjennomborer universet og støter på magnetfelt, plasma og andre kosmiske fenomener i deres vei.
De fanger med andre ord informasjon om intergalaktisk rom underveis og kan representere et unikt verktøy for å utforske universet.
"De vil utvilsomt revolusjonere vår forståelse av universet fordi de kan brukes til å gjøre veldig nøyaktige målinger," sier Peng Wee-Li, en astrofysiker ved University of Toronto.
Men før det kan skje, må forskere få en bedre forståelse av naturen til raske radiopulser.
Astronomer har gjort lovende fremskritt på dette området de siste månedene.
Det første som slo Lorimer med pulsen han oppdaget, var dens intensitet.
Lorimer og hans kolleger gjennomgikk arkivdatasett samlet med Parks Radio Telescope i Australia. De lette etter radiopulser, som de som sendes ut av raskt roterende nøytronstjerner, såkalte pulsarer.
Jeg var så spent den kvelden at jeg ikke kunne sove
Matthew Bales, astronom
Disse stjernene, hver med en diameter på en stor by, har tettheten til en atomkjerne og kan rotere i hastigheter over 1000 omdreininger per sekund.
Samtidig avgir de smalt rettet strøm av radioutslipp, i forbindelse som de også kalles romfyr.
Radiosignaler som sendes ut av pulsarer, ser ut som pulsasjoner for en observatør fra jorden.
Men signalet som Lorimer oppdaget, var veldig rart.
"Det var så intenst at det overveldet teleskopets elektroniske komponenter," minnes Lorimer. "Dette er ekstremt uvanlig for en radiokilde."
Pulsen varte i omtrent 5 millisekunder, hvoretter intensiteten falt.
"Jeg husker første gang jeg så et momentumdiagram," sa Lorimer teammedlem Matthew Bales, en astronom ved Swinburne University of Technology, Australia. "Jeg var så spent den kvelden at jeg ikke kunne sove."
I omtrent fem år etter oppdagelsen av Lorimer's impuls, forble det en uforklarlig anomali.
Noen forskere mente at det bare var en instrumentell forstyrrelse. Og i en studie publisert i 2015, sies det at pulser av lignende parametere blir registrert under driften av mikrobølger installert i den økonomiske delen av Parks Observatory.
Kildene deres ligger utenfor Galaxy, muligens milliarder lysår fra jorden.
Siden 2012 har imidlertid astronomer som jobber med andre teleskoper oppdaget flere lignende radiopulser, og dermed bekreftet at signalene faktisk kommer fra verdensrommet.
Og ikke bare fra verdensrommet - kildene deres ligger utenfor Galaxy, muligens milliarder lysår fra jorden. Denne antakelsen ble gjort basert på målinger av et fenomen kjent som dispersjonseffekten.
Under reisen gjennom universet samhandler radiobølger med elektronene i plasmaet de møter på vei. Denne interaksjonen forårsaker en avmatning i bølgeforplantning, avhengig av frekvensen til radiosignalet.
Høyere frekvens radiobølger ankommer observatøren litt raskere enn lavere frekvens radiobølger.
Ved å måle forskjellen i disse verdiene, kan astronomer beregne hvor mye plasma signalet måtte passere på vei til observatøren, noe som gir dem en omtrentlig ide om radiopulskildens avstand.
Radiobølger som kommer til oss fra andre galakser er ikke noe nytt. Det er bare det før oppdagelsen av raske radiopulser, at forskere ikke observerte signaler med så høy intensitet.
Eksistensen av et signal, hvis intensitet er en million ganger større enn noe som tidligere ble oppdaget, vekker fantasien
Så kvasarer - aktive galaktiske kjerner, der, som forskere tror, er massive svarte stjerner, avgir en enorm mengde energi, inkludert i radioområdet.
Men kvasarer i andre galakser er så langt fra oss at radiosignalene som mottas fra dem er ekstremt svake.
De kan lett druknes selv av et radiosignal fra en mobiltelefon plassert på månens overflate, bemerker Bailes.
Raske radiopulser er en annen sak. - Eksistensen av et signal som er en million ganger sterkere enn noe som tidligere er oppdaget, er spennende, sier Bales.
Spesielt med tanke på at raske radiopulser kan indikere nye, uutforskede fysiske fenomener.
En av de mest tvetydige forklaringene på deres opprinnelse har å gjøre med de såkalte kosmiske strengene - hypotetiske endimensjonale folder av romtid som kan strekke seg i minst titalls parsec.
Noen av disse strengene kan være superledende, og en elektrisk strøm kan strømme gjennom dem.
I følge en hypotese foreslått i 2014, brytes noen ganger kosmiske strenger, noe som resulterer i en utbrudd av elektromagnetisk stråling.
Eller, sier Penh, forklaringen på disse utbruddene kan være eksplosjoner av sorte hull.
Gravitasjonsfeltet til et svart hull er så massivt at selv lys som kommer inn i det ikke er i stand til å unnslippe tilbake.
Hvis vi antar at det på et tidlig stadium i utviklingen av universet ble dannet små sorte hull i det, så nå kan de bare fordampe
Imidlertid på 1970-tallet. den berømte britiske teoretiske fysikeren Stephen Hawking foreslo at energi kan fordampe fra overflaten av aldrende sorte hull.
Hvis vi antar at det på et tidlig tidspunkt i utviklingen av universet ble dannet små sorte hull i det, så kan de nå bare fordampe og til slutt eksplodere, noe som fører til en øyeblikkelig utslipp av radioutslipp.
I februar 2016 kunngjorde astronomer at de kan ha fått et gjennombrudd innen forskning.
Et team av forskere ledet av Evan Keehan som jobbet ved hovedkvarteret til Square Kilometer Array radiointerferometer ved British Jodrell Bank Astrophysical Center, analyserte parametrene for en rask radiopuls registrert i april 2015.
I følge astronomers konklusjoner var kilden til radiopulsen i en galakse som lå 6 milliarder lysår fra oss og besto av gamle stjerner.
I dette tilfellet indikerte parametrene til den observerte radiopulsen sannsynligheten for minst ett scenario: kollisjoner av parrede nøytronstjerner
For første gang klarte forskere å bestemme plasseringen av en radioutslippskilde med en nøyaktighet av galaksen, som i det vitenskapelige samfunnet ble oppfattet som en ekstremt viktig oppdagelse.
"Å identifisere galaksen som inneholder kilden til den raske radiopulsen er et stykke av puslespillet," sier Bales, som også jobbet på Keehans team. "Hvis vi kan bestemme galaksen, kan vi finne ut hvor langt fra oss kilden er."
Etter det kan du nøyaktig måle mengden pulsenergi og begynne å forkaste de mest usannsynlige teoriene om opprinnelsen.
I dette tilfellet indikerte parametrene til den observerte radiopulsen sannsynligheten for minst ett scenario: kollisjoner av parrede nøytronstjerner som dreier seg om hverandre.
Det virket som om mysteriet med naturen til raske radiopulser nesten ble løst. "Jeg var veldig spent på resultatene av denne studien," sier Lorimer.
Men bare noen få uker senere satte forskerne Edo Berger og Peter Williams ved Harvard University spørsmålstegn ved teorien.
Konklusjonene til Keehans team var basert på observasjon av et fenomen som forskere tolket som demping av radiosignalet etter slutten av en rask radiopuls.
Kilden til falmningssignalet var pålitelig lokalisert i en galakse som ligger 6 milliarder lysår fra jorden, og forskerne mente at den raske radiopulsen kom derfra.
Imidlertid, ifølge Berger og Williams, hadde det Kian som tok for et gjenværende - falmende - radiosignal ingenting å gjøre med en rask radiopuls.
De analyserte nøye egenskapene til restsignalet ved å peke det amerikanske Very Large Array radioteleskopet mot en fjern galakse.
Kollisjoner av nøytronstjerner forekommer flere størrelsesordener sjeldnere enn den sannsynlige frekvensen av raske radiopulser, slik at alle registrerte tilfeller ikke kan forklares med dette fenomenet alene.
Det ble funnet at vi snakker om et eget fenomen forårsaket av svingninger i selve galaksens lysstyrke på grunn av det faktum at i sentrum er et supermassivt svart hull som absorberer kosmiske gasser og støv.
Med andre ord var den blinkende galaksen ikke stedet der den raske radiopulsen ble sendt ut. Det er bare slik at det skjedde i synsfeltet til teleskopet - enten bak den sanne kilden, eller foran den.
Og hvis ikke radiopulsen ble sendt fra denne galaksen, var den kanskje ikke forårsaket av kollisjonen mellom to nøytronstjerner.
Nøytronscenariet har et annet svakt punkt. "Frekvensen av utslipp av raske radiopulser er mye høyere enn frekvensen av stråling som forventes fra kollisjoner av nøytronstjerner," sier Maxim Lyutikov fra American University of Purdue.
I tillegg forekommer kollisjoner av nøytronstjerner flere størrelsesordener sjeldnere enn den sannsynlige frekvensen av raske radiopulser, slik at alle registrerte tilfeller ikke kan forklares med dette fenomenet alene.
Og snart reduserte ny vitenskapelig bevis sannsynligheten for en slik forklaring enda mer.
I mars 2016 rapporterte en gruppe astronomer et fantastisk funn. De studerte en radiopuls registrert i 2014 av Arecibo Observatory i Puerto Rico. Det viste seg at dette ikke var en eneste hendelse - impulsen ble gjentatt 11 ganger over 16 dager.
"Dette var den største oppdagelsen siden den første raske radioen," sier Penh. "Det setter en stopper for det enorme antallet hypoteser som hittil er foreslått."
Alle tidligere registrerte raske radiopulser var enkelt - repetisjoner av signaler fra samme himmelhimmel ble ikke registrert.
Derfor antok forskere at de kunne være en konsekvens av kosmiske katastrofer, som i hvert tilfelle bare skjedde en gang - for eksempel eksplosjoner av sorte hull eller kollisjoner av nøytronstjerner.
Men en slik teori forklarer ikke muligheten (i noen tilfeller) for å gjenta radiopulser i rask rekkefølge. Uansett årsak til en slik serie pulser, må forholdene for deres forekomst opprettholdes i en viss tid.
Denne omstendigheten innsnevrer listen over mulige hypoteser betydelig.
En av dem, som Buttercup forsker på, sier at kildene til raske radiopulser kan være unge pulsarer - nøytronstjerner som roterer med hastigheter på opptil en omdreining per millisekund.
Buttercup kaller slike gjenstander pulsarer på steroider.
Over tid bremser rotasjonen av pulsarer, og noe av rotasjonsenergien kan kastes ut i rommet i form av radioutslipp.
Det er ikke helt klart hvordan nøyaktig pulsarer kan avgi raske radiopulser, men det er kjent at de er i stand til å avgi korte pulser av radiobølger.
Så, pulsaren som ligger i Crab Nebula er visstnok omtrent 1000 år gammel. Den er relativt ung og er en av de kraftigste pulser som vi kjenner.
Jo yngre pulsen er, desto raskere roterer den og jo mer energi har den. Buttercup kaller slike gjenstander for "steroidbaserte pulsarer."
Og selv om pulsaren i Crab Nebula nå ikke har nok energi til å avgi raske radiopulser, er det mulig at den umiddelbart etter utseendet kunne gjøre det.
En annen hypotese sier at energikilden for raske radiopulser ikke er rotasjonen av en nøytronstjerne, men dens magnetfelt, som kan være tusen billioner ganger sterkere enn jordens.
Nøytronstjerner med ekstremt sterke magnetfelt, de såkalte magnetarene, kan avgi raske radiopulser gjennom en prosess som ligner den som resulterer i solbluss.
Det er mange magnetarer i universet
Når magnetaren roterer, endrer magnetfeltene i koronaen - det tynne ytre laget av atmosfæren - konfigurasjonen og blir ustabil.
På et tidspunkt oppfører linjene i disse feltene seg som om du klikket på en pisk. Det frigjøres en strøm av energi som akselererer de ladede partiklene som avgir radiopulser.
"Det er mange magnetarer i universet," sier Bailes. "De er bemerkelsesverdige for sin ustabilitet, noe som kanskje forklarer forekomsten av raske radiopulser."
Hypoteser relatert til nøytronstjerner er mer konservative og basert på relativt godt studerte fenomener, derfor virker de mer sannsynlige.
"Alle hypoteser om forekomsten av raske radiopulser, som jeg anser som alvorlige, og som jeg seriøst diskuterer med mine kolleger, har å gjøre med nøytronstjerner," sier Bales.
Han innrømmer imidlertid at denne tilnærmingen kan være noe ensidig. Mange astronomer som studerer raske radiopulser studerer også nøytronstjerner, så deres tendens til å se førstnevnte gjennom prismen til sistnevnte er forståelig.
Det kan være at vi har med uutforskede aspekter av fysikk å gjøre
Det er også mer ukonvensjonelle forklaringer. For eksempel har en rekke forskere antydet at raske radiopulser oppstår som et resultat av kollisjoner av pulsarer med asteroider.
Det er mulig at flere hypoteser er korrekte på en gang, og hver av dem forklarer et bestemt tilfelle av forekomsten av raske radiopulser.
Kanskje noen impulser gjentas, mens andre ikke gjør det, noe som ikke helt utelukker hypotesen om kollisjoner av nøytronstjerner og andre katastrofer i kosmisk skala.
"Det kan vise seg at svaret er veldig enkelt," sier Lyutikov. "Men det kan også hende at vi har å gjøre med uutforskede aspekter av fysikk, med nye astrofysiske fenomener."
Uansett hva raske radiopulser faktisk viser seg å være, kan de være til stor nytte for romvitenskap.
De kan for eksempel brukes til å måle volumet av materie i universet.
Som allerede nevnt møter radiobølger intergalaktisk plasma på vei, noe som senker hastigheten avhengig av bølgefrekvensen.
I tillegg til å kunne måle avstanden til signalkilden, gir forskjellen i bølgehastighet også en ide om hvor mange elektroner som er mellom vår galakse og strålingskilden.
"Radiobølger er kodet med informasjon om elektronene som utgjør universet," sier Bailes.
Tidligere var forskere hovedsakelig engasjert i dette emnet på fritiden fra grunnleggende forskning.
Dette gir forskere muligheten til omtrent å estimere mengden vanlig materie i rommet, noe som vil hjelpe dem i fremtiden når de beregner modeller for fremveksten av universet.
Det unike med raske radiopulser er at de er en slags kosmiske laserstråler, sier Pen.
De gjennomborer rommet i en bestemt retning og er intense nok til å gi overlegen målenøyaktighet.
"Dette er det mest nøyaktige måleverktøyet vi har tilgjengelig for å studere fjerne objekter innenfor synsfeltet," forklarer han.
Så ifølge ham kan raske radiopulser fortelle om strukturen til plasma og magnetfelt i nærheten av strålingskilden.
Når du går gjennom et plasma, kan radiopulser flimre - akkurat som stjerner som blinker når de blir sett gjennom jordens atmosfære.
Å måle egenskapene til denne scintillasjonen vil tillate astronomer å måle dimensjonene til plasmaregioner med en nøyaktighet på flere hundre kilometer. På grunn av det høye vitenskapelige potensialet, og ikke minst på grunn av fenomenets uforklarlighet, har forskernes interesse for raske radiopulser de siste årene vokst betydelig.
"Tidligere var forskere hovedsakelig engasjert i dette emnet på fritiden fra grunnleggende forskning," bemerker Lorimer.
Nå leter astronomer intenst etter raske radiopulser i de ennå ikke utforskede områdene på himmelen og fortsetter å observere himmelens sektorer der disse fenomenene allerede er registrert - i håp om å registrere dem.
I dette tilfellet brukes kraftene til teleskoper rundt om i verden, siden når en puls blir observert fra flere observatorier, øker sannsynligheten for en mer nøyaktig beregning av kildekoordinatene betydelig.
Så i løpet av de neste årene vil radioteleskoper som Canadian CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) kunne observere store områder på himmelen og registrere hundrevis av raske radiopulser.
Jo mer data som samles inn, jo mer forståelig blir fenomenet med raske radiopulser. Kanskje en dag vil deres hemmelighet bli avslørt.
