Загадочное происхождение быстрых радиовсплесков наконец-то может быть установлено

Вселенная посылает таинственные сигналы со всего неба.

Мы на самом деле не знаем, что это такое и что их создает; но новый анализ того, откуда они исходят, дает нам подсказку об источниках странных излучений, которые мы называем быстрыми радиовсплесками (FRB).

Международная группа под руководством астронома Критти Шармы из Калифорнийского технологического института провела перепись и определила, что FRB с большей вероятностью происходят из галактик с относительно молодым звездным населением. Это в некоторой степени ожидаемо. Чего исследователи не ожидали, так это того, что эти галактики, скорее всего, будут довольно большими и с большим количеством звезд, что на самом деле довольно редко.

Это говорит о том, что в способе создания FRB может быть что-то необычное.

Что касается того, что они из себя представляют, мы тоже концентрируемся на этом. Спойлер: это не инопланетяне. Скорее всего, первый FRB, обнаруженный прямо здесь, в Млечном Пути, еще в 2020 году, был связан с магнетаром — типом нейтронной звезды, магнитное поле которой в 1000 раз мощнее, чем у обычной нейтронной звезды. Двухтактное взаимодействие между магнитным полем и гравитацией объекта может создавать звездные землетрясения, вызывающие мигание радиоизлучения по небу.

Шарма и ее коллеги собрали наблюдения с помощью радиоинтерферометра под названием Deep Synoptic Array в новой попытке обнаружить FRB и локализовать их. Они тщательно изучили свойства 30 родительских галактик FRB и определили, что радиовсплески обычно возникают в галактиках с популяциями молодых звезд.

Это неудивительно, если прародителями FRB являются магнетары. Нейтронные звезды — это схлопнувшиеся ядра массивных звезд, которые стали сверхновыми в результате коллапса ядра, а продолжительность жизни массивных звезд короче, чем у меньших. Магнетары — молодые нейтронные звезды, поэтому мы ожидаем найти их в местах, где большинство звезд молоды и имеют короткую жизнь.

Почему это может быть неизвестно, но исследователи полагают, что металличность этих массивных галактик, в которых формируются звезды, может сыграть свою роль. Массивные галактики обычно имеют гораздо более высокое содержание металла, чем аналоги с меньшей массой, и, как правило, также образуют более тяжелые звезды.

Но есть еще одна проблема. Коллапс ядра сверхновых происходит со скоростью, аналогичной скорости звездообразования во Вселенной. Если магнетары, производящие FRB, формируются таким образом, распределение FRB должно в целом соответствовать распределению сверхновых с коллапсом ядра, даже для галактик с малой массой – но это не так. Это говорит о том, что магнетары, образующиеся в результате коллапса ядра, не являются основным прародителем FRB.

Команда провела моделирование, и нашел решение. Магнетары, излучающие FRB, могут образоваться в результате слияния двойных звезд. Это более вероятно произойдет в средах с более массивными звездами, такими как галактики, которые определили исследователи.

У нас до сих пор нет целостного объяснения происхождения FRB, но исследование значительно усиливает аргументы в пользу магнетаров и предполагает, что особые обстоятельства формирования этих магнетаров также имеют значение.

Изучение FRB все еще продолжается, но астрономы постоянно обнаруживают все больше странных сигналов. Чем больше мы найдем, тем больше данных мы сможем собрать, чтобы разгадать тайну происхождения FRB. Это чрезвычайно захватывающее время для жизни и изучения звезд.

Исследование было опубликовано в журнале Nature.