Впервые определен источник быстрых радиовсплесков в нашей Галактике

МОСКВА, 4 ноя — РИА Новости. Астрономы впервые зафиксировали быстрые радиовсплески в нашей Галактике. Близость радиоимпульсов позволила ученым разгадать загадку быстрых радиовсплесков во Вселенной и определить их природу. Результаты исследования опубликованы в трех статьях в журнале Nature (статья 1, статья 2, статья 3).

Быстрые радиовсплески — это чрезвычайно яркие и короткие радиоимпульсы, которые длятся доли секунды и за это время выбрасывают в космическое пространство энергию, эквивалентную испускаемой Солнцем в течение нескольких десятков тысяч лет.

С тех пор, как они впервые были обнаружены в 2007 году, астрономы наблюдали следы быстрых радиовсплесков (FRB — Fast Radio Bursts), разбросанных по Вселенной, но их источники всегда находились слишком далеко, чтобы их можно было четко определить. Поэтому природа быстрых радиовсплесков до сих пор оставалась загадкой.

В конце апреля 2020 года канадские и американские астрономы из коллаборации CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) уловили с помощью радиотелескопа CHIME в Радиоастрофизической обсерватории Доминион в Британской Колумбии несколько всплесков активности в рентгеновском диапазоне. Всплески происходили от магнетара SGR 1935 + 2154, расположенного в центре Млечного Пути, примерно в 30 тысячах световых лет от Земли.

Магнетар — это нейтронная звезда с чрезвычайно мощным магнитным полем. В нашей Галактике известно не так много магнетаров, и SGR 1935 + 2154 — один из них. Это совершенно обычный объект своего класса, названный по его координатам на звездном небе. Но 28 апреля за доли секунды он испустил вспышку в три тысячи раз более яркую, чем любой другой сигнал магнетара, который когда-либо наблюдался.

После вспышки в рентгеновском диапазоне телескоп CHIME уловил два острых пика в радиодиапазоне с интервалом в несколько миллисекунд друг от друга. Это был типичный радивсплеск, ближайший из всех, который когда-либо наблюдали ученые. Событию присвоили имя FRB 200428.

Астрономы смогли отследить радиовсплески до точки в небе, в которой находился магнетар SGR 1935 + 2154, испускавший примерно в то же время рентгеновские лучи. Физики и ранее предполагали, что магнетары могут быть источниками быстрых радиовсплесков, но впервые у ученых появились прямые доказательства.

Параллельно с учеными CHIME и независимо от них быстрый радиовсплеск в том же участке неба, совпавший со вспышкой рентгеновского излучения от SGR 1935 + 2154, зарегистрировали американские астрономы из проекта STARE2 (The Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2).

Эту же область неба наблюдали с помощью пятисотметрового сферического телескопа FAST китайские ученые, авторы третьей статьи. И хотя китайский телескоп не наблюдал сам всплеск FRB 200428, он измерил параметры потока радиоизлучения во время 29 энергичных коротких гамма-всплесков, испускаемых магнетаром, что позволило лучше понять природу события.

"Существует большая загадка относительно того, что вызывает эти огромные выбросы энергии, которые мы до сих пор наблюдали в более отдаленных частях Вселенной, — приводятся в пресс-релизе Массачусетского технологического института слова одного из авторов исследования, доцента физики Киёси Масуи (Kiyoshi Masui), который руководил группой по изучению яркости FRB 200428. — Это первый раз, когда нам удалось связать один из быстрых радиовсплесков с конкретным астрофизическим объектом".

Большинство радиоизлучений во Вселенной возникает, когда газ, состоящий из беспорядочно движущихся электронов высокой энергии, взаимодействует с магнитными полями и это вызывает выброс энергии на радиочастотах. Такие радиоволны часто создаются сверхмассивными черными дырами, остатками сверхновых и горячим газом в галактиках.

Но исследователи допускают, что магнетары могут генерировать радиоволны по-другому — при когерентном процессе взаимодействия электронов с магнитным полем, подобно тому, как человек создает радиоволны на Земле.

"Мы думаем, что это радиоизлучение, которое мы видим, создают когерентные токи, проходящие через пространство, хотя как это происходит в магнетарах, пока не совсем понятно", — говорит Масуи.

Единственный способ это понять — внимательно наблюдать за магнетарами, считают исследователи.