RW Space

Когда в 2020 году магнетар в галактике Млечный Путь испустил вспышку колоссально мощных радиоволн, у учёных наконец-то появились конкретные доказательства, позволяющие определить причину быстрых радиовсплесков.

Потрясающее новое исследование теперь сузило механизм. Изучая мерцающий свет быстрого радиовсплеска, обнаруженного в 2022 году, группа астрономов обнаружила его источник в мощном магнитном поле вокруг магнетара в галактике на расстоянии 200 миллионов световых лет от нас.

Это первое убедительное доказательство того, что быстрые радиовсплески могут возникать из магнитосфер магнитаров.

«В среде нейтронных звезд магнитные поля действительно находятся на пределе того, что может производить Вселенная», — говорит астрофизик Кензи Ниммо из Массачусетский технологический институт (MIT).

«Было много споров о том, является ли это яркое радио излучение может даже выйти из этой экстремальной плазмы.»

Быстрые радиовсплески (FRB) озадачивают ученых с тех пор, как они были впервые обнаружены в 2007 году. Как следует из названия, это чрезвычайно короткие всплески радиоизлучения, длительностью всего миллисекунды. Они также чрезвычайно мощны: иногда за короткий промежуток времени они выделяют больше энергии, чем 500 миллионов Солнц.

FRB трудно изучать, потому что в большинстве случаев они взрываются только один раз. Это делает их невозможными для предсказания и сложным – но не невозможным – отследить источник. Ряд разовых FRB был обнаружен в галактиках на расстоянии от миллионов до миллиардов световых лет пространства-времени.

>

Астрономы также могут изучить свойства радиоизлучения, такие как его поляризация, чтобы выяснить, через какую среду он прошел на пути к Земле. Какие звезды могут излучать FRB, до сих пор остается загадкой, но все больше свидетельств указывает на причастность магнетаров.

Магнетары — это особенно необычные нейтронные звезды, которые сами по себе представляют собой чрезвычайно плотные остатки ядра, оставшиеся после того, как массивная звезда превратилась в сверхновую. Но магнетары имеют гораздо более мощные внешние магнитные поля, чем обычные нейтронные звезды – примерно в 1000 раз сильнее. Это самые мощные магнитные поля во Вселенной.

«Вокруг этих сильномагнитных нейтронных звезд, также известных как магнетары, атомы не могут существовать — их просто разорвет на части магнитное поле». говорит физик Киёси Масуи из Массачусетского технологического института.

«Самое интересное заключается в том, что мы обнаруживаем, что энергия, запасенная в эти магнитные поля, близкие к источник, скручивается и переконфигурируется так, что его можно излучать в виде радиоволн, которые мы можем видеть на полпути через Вселенную.»

FRB 20221022A — довольно тупой стандарт, насколько ФРБ уходят. Он был умеренно длинным, около 2 миллисекунд, и умеренно мощным. Это делает его отличным примером для понимания свойств других FRB.

Компаньон В статье, изучающей поляризацию света от FRB 20221022A (степень, до которой искривлена ​​ориентация его волн), было обнаружено S-образное изменение угла, соответствующее вращающемуся объекту, впервые для FRB. Это позволило предположить, что сигнал исходил очень близко к вращающемуся объекту.

Ниммо и его коллеги выяснили, что, если бы они могли определить степень мерцания в FRB 20221022A, они могли бы вычислить размер региона, из которого он произошел. Свет от FRB показал сильное мерцание, что привело исследователей к газовой области, которая исказила сигнал. Используя эту газовую область в качестве линзы, они сузили источник FRB до расстояния до 10 000 километров (6 213 миль) от источника магнитара.

«Увеличить масштаб области в 10 000 километров на расстоянии 200 миллионов световых лет — это все равно, что измерить ширину ДНК спираль шириной около 2 нанометров на поверхности Луны», — говорит Масуи. «Здесь задействован удивительный диапазон масштабов».

Это первое убедительное доказательство того, что внегалактические FRB могут возникать из в магнитосфере сильно намагниченных нейтронных звезд. Но это нечто большее. Методы, используемые командой, показывают, что мерцание может быть мощным зондом для других FRB, поэтому астрономы могут попытаться понять, насколько они могут быть разнообразными – и могут ли другие типы звезд также извергать мощные извержения.

«Такие всплески происходят всегда», — говорит Масуи. «Может быть много различий в том, как и где они происходят, и этот метод сцинтилляции будет действительно полезен, помогая распутать различные физические факторы, которые вызывают эти всплески».

Исследование было опубликовано в журнале Nature. .