Новый загадочный сигнал повторяется из далекой галактики, и он странный

Недавно обнаруженный источник повторяющихся быстрых радиовсплесков углубил тайну того, что именно могло вызывать эти мощные вспышки.

Источник, впервые обнаруженный в 2019 году и названный FRB 190520B, похоже, часто испуская миллисекундные всплески мощных радиоволн.

Это позволило астрономам проводить анализы, раскрывающие информацию о том, откуда они исходят во Вселенной и пространстве вокруг нее. Эти анализы показывают, что в огромном космосе, вероятно, существует более одного механизма, способного производить эти странные вспышки.

Быстрые радиовсплески (FRB), как следует из названия, представляют собой очень быстрые всплески излучения (длительные всего миллисекунды), которые ярко вспыхивают в радиодиапазоне.

Большинство из них происходят из других галактик (в Млечном Пути обнаружен только один источник), и они очень яркие, выбрасывая столько же энергии в одно мгновение, как 500 миллионов солнц.

Большинство этих вспышек было обнаружено только один раз: они возникают из ниоткуда, вспыхивают один раз, после чего мы их больше никогда не видим. Это делает их в значительной степени невозможными для прогнозирования и очень трудными для отслеживания и изучения.

Но несколько источников (точнее, три) были обнаружены повторяющимися, и они предлагают заманчивую возможность понять, что происходит. Возможно.

Всплески, обнаруженные в Млечном Пути, произошли от мертвых звезд, называемых магнетарами, что позволяет предположить, что по крайней мере некоторые из них вызваны извержениями магнетаров. Но есть еще много неизвестных.

«Отличаются ли те, которые повторяются, от тех, которые нет?» — говорит астрофизик Кшитий Аггарвал из Университета Западной Вирджинии.

Сигнал открытия от FRB 190520B прибыл на Землю в мае 2019 года, обнаружен сферическим радиотелескопом с пятисотметровой апертурой (FAST) в Китае и обнаружен в данных в ноябре того же года.

Последующие наблюдения за положением на небе показали, что источник повторяется.

Дополнительные наблюдения были проведены с использованием Карла Национального научного фонда Г. Янский Очень большой массив, раскрывающий захватывающий набор характеристик. Сигналы исходили с окраин очень старой карликовой галактики, находящейся почти в 4 миллиардах световых лет от нас.

В промежутках между радиовсплесками источник излучает более слабое радиоизлучение. Это говорит о том, что быстрые радиовсплески исходят от компактного постоянного радиоисточника, природа которого неизвестна.

Если вы поклонник быстрых радиовсплесков, это может показаться вам знакомым. Это потому, что эти характеристики схожи с другим известным повторяющимся быстрым радиовсплеском, FRB 121102.

Это был первый FRB, когда-либо прослеживаемый до источника, окраины очень старой карликовой галактики в 3 миллиардах световых лет от нас. И это также связано с компактным постоянным радиоисточником.

«Теперь у нас есть два таких, и это поднимает некоторые важные вопросы», – говорит астроном Кейси Лоу из Калифорнийского технологического института.

Мы, например, не знаем, повторяются ли одноразовые FRB при слишком низких энергиях, чтобы мы могли их обнаружить. Но ученые в течение некоторого времени считали, что могут быть по крайней мере два разных механизма возникновения всплесков, и открытие FRB 190520B согласуется с этой идеей.

Это может означать, что испускаются разные всплески разными объектами или излучаемыми одним и тем же объектом на разных стадиях его эволюции.

Магнитары – это тип нейтронной звезды — коллапс, сверхплотное ядро ​​массивной звезды после того, как она превратилась в сверхновую. и умерли, но они также обладают чрезвычайно мощным магнитным полем. Вполне возможно, что нормальные нейтронные звезды и магнетары излучают FRB по-разному.

Дальнейший анализ показывает, что еще одна особенность быстрых радиовсплесков может оказаться не столь полезной для измерения Вселенной, как могли подумать астрономы.

Эта характеристика называется мерой дисперсии и связана с тем, как свет рассеивается разреженным газом в пространстве между нами и источником. Волны более высокой частоты распространяются более эффективно, чем волны более низкой частоты, и это можно использовать в качестве ориентира для измерения расстояния.

Для FRB 190520B мера дисперсии предполагает, что источник составляет от 8 до 9,5 миллиардов световых волн. лет. Однако независимые измерения расстояния показывают, что галактика не так уж далеко.

«Это означает, что вблизи FRB находится много материала, который может запутать любую попытку использовать его для измерения газа между галактик», — говорит Аггарвал. «Если это так с другими, то мы не можем рассчитывать на использование FRB в качестве космических мерил».

С другой стороны, это предполагает, что постоянный источник радиоизлучения, излучающий FRB, находится в очень сложной плазме. окружающей среды, что соответствует характеристикам недавней сверхяркой сверхновой. Это говорит о том, что каким бы ни был источник, он сформировался совсем недавно — «новорожденный» источник FRB.

«Мы также постулируем, что FRB 121102 и FRB 190520B представляют собой начальную стадию эволюции популяции FRB», — говорит астроном. Ди Ли из Национальной астрономической обсерватории Китайской академии наук в Китае, который руководил исследованием.

«Согласованная картина происхождения и эволюции FRB, вероятно, появится всего через несколько лет».

Исследование опубликовано в журнале Nature.