Att få syn på en snabb radioskur är att ha extremt tur var och när du riktar din radioskål. Snabba radioutbrott, eller FRB, är konstigt ljusa ljusglimtar, registrering i det elektromagnetiska spektrumets radioband, som brinner i några millisekunder innan de försvinner spårlöst.

Dessa korta och mystiska beacons har upptäckts i olika och avlägsna delar av universum, såväl som i vår egen galax. Deras ursprung är okänt, och deras utseende är oförutsägbart. Sedan den första upptäcktes 2007, radioastronomer har bara fått syn på omkring 140 skurar i sina siktar.

Nu, ett stort stationärt radioteleskop i British Columbia har nästan fyrdubblat antalet snabba radioskurar som hittills upptäckts. Teleskopet, känd som CHIME, för det kanadensiska experimentet med kartläggning av väteintensitet, har upptäckt 535 nya snabba radioskurar under sitt första verksamhetsår, mellan 2018 och 2019.

Forskare med CHIME Collaboration, inklusive forskare vid MIT, har satt ihop de nya signalerna i teleskopets första FRB-katalog, som de kommer att presentera denna vecka på American Astronomical Society Meeting.

Den nya katalogen utökar det nuvarande biblioteket av kända FRB:er avsevärt, och ger redan ledtrådar om deras egenskaper. Till exempel, de nyupptäckta utbrotten verkar falla i två distinkta klasser:de som upprepas, och de som inte gör det. Forskare identifierade 18 FRB-källor som sprack upprepade gånger, medan resten ser ut att vara engångsföreteelser. Repeterarna ser också annorlunda ut, med varje skur som varar något längre och sänder ut mer fokuserade radiofrekvenser än skurar från singel, icke-repeterande FRB.

Dessa observationer tyder starkt på att repeaters och engångseffekter uppstår från separata mekanismer och astrofysiska källor. Med fler observationer, astronomer hoppas snart kunna fastställa det extrema ursprunget till dessa märkligt ljusa signaler.

"Innan CHIME, det fanns mindre än 100 totalt upptäckta FRB; nu, efter ett års observation, vi har upptäckt hundratals fler, " säger CHIME-medlemmen Kaitlyn Shin, en doktorand vid MIT:s institution för fysik. "Med alla dessa källor, vi kan verkligen börja få en bild av hur FRB ser ut som helhet, vilken astrofysik kan driva dessa händelser, och hur de kan användas för att studera universum framöver."

Att se blixtar

CHIME består av fyra massiva paraboliska radioantenner, ungefär storleken och formen för snowboard halfpipes, ligger vid Dominion Radio Astrophysical Observatory i British Columbia, Kanada. CHIME är en stationär matris, utan rörliga delar. Teleskopet tar emot radiosignaler varje dag från halva himlen när jorden roterar. Medan de flesta radioastronomi görs genom att vrida en stor skål för att fokusera ljus från olika delar av himlen, CHIME stirrar, orörlig, på himlen, och fokuserar inkommande signaler med hjälp av en korrelator – en kraftfull digital signalprocessor som kan arbeta genom enorma mängder data, med en hastighet av cirka 7 terabit per sekund, motsvarande några procent av världens internettrafik.

"Digital signalbehandling är det som gör att CHIME kan rekonstruera och "se" i tusentals riktningar samtidigt, " säger Kiyoshi Masui, biträdande professor i fysik vid MIT, som kommer att leda gruppens konferenspresentation. "Det är det som hjälper oss att upptäcka FRB tusen gånger oftare än ett traditionellt teleskop."

Under det första verksamhetsåret, CHIME upptäckte 535 nya snabba radioskurar. När forskarna kartlade sina platser, de fann att skurarna var jämnt fördelade i rymden, verkar uppstå från alla delar av himlen. Från de FRB som CHIME kunde upptäcka, forskarna beräknade att snabba radiosprängningar, tillräckligt ljus för att ses av ett teleskop som CHIME, inträffar med en hastighet av cirka 9, 000 per dag över hela himlen – den mest exakta uppskattningen av FRB:s totala hastighet hittills.

"Det är typ det vackra med det här fältet - FRB:er är verkligen svåra att se, men de är inte ovanliga, säger Masui, som är medlem i MIT:s Kavli Institute for Astrophysics and Space Research. "Om dina ögon kunde se radioblixtar som du kan se kamerablixtar, du skulle se dem hela tiden om du bara tittade upp."

Kartlägga universum

När radiovågor färdas genom rymden, någon interstellär gas, eller plasma, längs vägen kan förvränga eller sprida vågens egenskaper och bana. Graden i vilken en radiovåg sprids kan ge ledtrådar till hur mycket gas den passerade genom, och möjligen hur långt den har färdats från sin källa. För var och en av de 535 FRB som CHIME upptäckte, Masui och hans kollegor mätte dess spridning, och fann att de flesta utbrott troligen härrörde från avlägsna källor inom avlägsna galaxer. Det faktum att skurarna var tillräckligt ljusa för att kunna upptäckas av CHIME antyder att de måste ha producerats av extremt energikällor. När teleskopet upptäcker fler FRB, forskare hoppas kunna fastställa exakt vilken typ av exotiska fenomen som kan generera en sådan ultraljus, ultrasnabba signaler.

Forskare planerar också att använda skurarna, och deras spridningsuppskattningar, att kartlägga fördelningen av gas i hela universum.

"Varje FRB ger oss lite information om hur långt de har spridit sig och hur mycket gas de har spridit sig igenom, " säger Shin. "Med ett stort antal FRB, vi kan förhoppningsvis ta reda på hur gas och materia är fördelade på mycket stor skala i universum. Så, vid sidan av mysteriet om vad FRB är själva, Det finns också den spännande potentialen för FRB:er som kraftfulla kosmologiska sonder i framtiden."

Forskare kommer att tillkännage dessa resultat vid det 238:e AAS-mötet på onsdag, 9 juni.