Странные, недавно обнаруженные сигналы от магнитаров могут заставить ученых переосмыслить природу быстрых радиовсплесков

Чрезвычайно намагниченная звезда на расстоянии 16 700 световых лет может стать следующим ключом к разгадке тайны быстрых радиовсплесков.

В данных наблюдений за магнитаром 1E 1547.0-5408, сделанных в 2009 году, астрономы только что обнаружили пару всплесков радиоизлучения, которые невероятно похожи на всплески от SGR 1935 + 2154 — магнитара, который в начале этого года был окончательно идентифицирован как источник быстрых радиовсплесков изнутри нашей галактики.

Излучение от 1E 1547.0-5408 немного выходит за рамки определения быстрых радиовсплесков (FRB), как мы их понимаем, от источников за пределами Млечного Пути. Но это, по словам астронома Джанлуки Исраэля из Астрономической обсерватории Рима в Италии, означает, что определение, возможно, придется немного расширить.

«Новые открытия на SGR 1935 + 2154 и 1E 1547.0-5408 изменили само определение сигналов», — сказал он.

«Возникающий сценарий — это континуум свойств и энергий радиовсплесков, заполняющий пустое пространство между гигантскими импульсами в «обычных» радиопульсарах и быстрых радиовсплесков».

Быстрые радиовсплески — загадка, которая бросила вызов астрономам. В основном это непредсказуемые, чрезвычайно мощные радиоволны, которые длятся всего несколько миллисекунд. Они могут выделять столько энергии, сколько сотни миллионов Солнц, и большинство из нескольких десятков источников, которые мы обнаружили на сегодняшний день, вспыхнули только один раз.

Это сделало почти невозможным определить причину их возникновения, но в конце апреля этого года у нас произошло неожиданное чудо: магнетар SGR 1935 + 2154 выдал всплеск, который идеально соответствовал профилю — радиоволна длительностью миллисекунды и мы могли бы обнаружить его из другой галактики.

Но SGR 1935 + 2154 так и не закончился. С тех пор он выпустил еще несколько радиовсплесков — менее мощных, но в остальном согласующихся с профилем быстрых радиовсплесков.

Введите 1E 1547.0-5408. Этот магнетар известен периодической активностью, во время которой он испускает всплески излучения в рентгеновских, гамма-лучах и радиоволнах. Насколько нам известно, таких вспышек было как минимум три в 2007, 2008 и 2009 годах.

Поскольку магнетары — нейтронные звезды с безумно мощными магнитными полями — относительно редки, астрономы жадно регистрировали эти вспышки.

Но быстрые радиовсплески были обнаружены только в 2007 году; в то время никто особо не искал быстрой радиовспышечной активности в магнетарах.

«[Быстрые радиовсплески] отвергались как артефакты земного происхождения, такие как, например, эффекты открытия микроволновой печи возле телескопов (некоторые действительно были!)», — сказал Израэль.

«Хотя мы считали, что столкнулись с новыми, истинными астрофизическими событиями, мы больше искали подобные события, поэтому мы искали внегалактические всплески».

«Что касается пульсаров, мы были сосредоточены на попытке понять магнитосферу нейтронной звезды / магнитара, которая является загадкой, столь же сложной и увлекательной, как природа быстрых всплесков. В частности, в то время радиоизлучение магнитаров считалось чрезвычайно редким явлением: Связывание его с FRB показалось бы фантазией».

Однако после открытия SGR 1935 + 2154, Израэль и его коллеги решили проанализировать данные, собранные обсерваторией Паркса в Австралии, рентгеновской обсерваторией Чандра НАСА и XMM-Newton ЕКА, когда 1E 1547.0-5408 подвергалась исследованию в 2009 году.

Естественно, 3 февраля 2009 г. были обнаружены две вспышки радиоволн. Первая составляла 200 миллисекунд с плотностью потока энергии 0,6 kiloJansky milliseconds и следовала примерно через секунду после рентгеновской вспышки. Второй сигнал был примерно такой же длины, но немного слабее.

Оба пика шире и слабее, чем быстрые радиовсплески, но сила более слабых всплесков от SGR 1935 + 2154 аналогична всплескам от IE 1547.0-5408. Оба магнетара также демонстрировали рентгеновскую активность во время своих радиовсплесков, а также радиопульсации, которые не совпадали с радиовсплесками.

Это говорит о том, что быстрые радиовсплески могут отличаться; это, в свою очередь, может помочь ограничить механизмы, которые их вызывают, тем более что в остальном оба магнетара ведут себя почти как обычные магнетары. Если это так, это может помочь нам выяснить, откуда берутся внегалактические быстрые радиовсплески.

«Феноменология радиовсплесков от магнитаров говорит нам, что они могут быть причиной, по крайней мере, части радиовсплесков, наблюдаемых в других галактиках», — сказал Израиль.

«Малочисленность и редкость чрезвычайно ярких радиовсплесков, наблюдаемых от магнитаров в нашей галактике (пока только один), также предполагает, что неповторяющиеся всплески (большая часть выборки) также могут быть связаны с магнетарами: в этом сценарии мы наблюдали только одну вспышку (пока) из-за низкой собственной частоты возникновения этих событий в магнетарах».

«Все открытия идут в одном направлении: они углубляют наше понимание природы и Вселенной».

Исследование доступно на arXiv.