Быстрые радиовсплески: новая загадка в небесах — все самое интересное на ПостНауке |

Содержание

Быстрые радиовсплески: ключ к разгадке тайны

Константин Постнов,
докт. физ.-мат. наук, профессор кафедры астрофизики и звездной астрономии астрономического отделения физического факультета МГУ
«Троицкий вариант» №1(220), 17 января 2017 года

В 2007 году было обнаружено одно из самых загадочных явлений в современной астрофизике: быстрые радиовсплески (Fast Radio Bursts, FRB). Первый из них найден в архивных данных радиотелескопа «Паркс» (Австралия) — миллисекундный всплеск радиоизлучения высокой интенсивности, который имел очень сильную зависимость задержки сигнала от частоты. Эта зависимость называется мерой дисперсии, она возникает при распространении радиосигнала в космической межзвездной и межгалактической плазме и пропорциональна плотности электронного компонента, проинтегрированной вдоль луча зрения.

Автор открытия Дункан Лоример (Duncan Lorimer) предположил, что, скорее всего, источником был внегалактический объект, на расстоянии порядка сотен мегапарсеков. Через несколько лет радиоастрономы открыли аналогичные всплески с похожими свойствами, и стало ясно, что это целый класс новых астрономических явлений. Сейчас их известно около 20, и статистический анализ показывает, что число быстрых радиовсплесков в день по всему небу должно быть порядка нескольких тысяч!

Но оставался вопрос — откуда они приходят? Где источники — рядом в Галактике, в соседних галактиках или вообще на космологических расстояниях в миллиарды световых лет? Точность локализации быстрых радиовсплесков на небе до сих пор была невелика — несколько квадратных градусов. Искать источник на такой площади, к тому же не зная, что он должен из себя представлять, — задача безнадежная.

В чем их уникальность? Короткая длительность и высокая интенсивность свидетельствуют о колоссальной яркостной температуре излучения в источнике. Такого рода радиоизлучение было известно только от сверхкоротких «суперимпульсов» молодых пульсаров (например, Краба), природа которых тоже неясна. В настоящее время о природе коротких радиовсплесков (FRB) написаны сотни статей и выдвинуты несколько десятков гипотез, от вполне естественных (например, связывающих их с взрывными процессами вблизи нейтронных звезд, arXiv:1307.4924, arXiv:1401.6674) до вполне экзотических (например, взрывной распад «аксионных мини-кластеров», arXiv:1411.3900) или даже (пока) фантастических (например, радиолучи, используемые внеземными цивилизациями для разгона «космических парусов» для передвижения в межпланетном и межзвездном пространстве, arXiv:1701.01109).

Ситуация с быстрыми радиовсплесками очень напоминает историю с гамма-всплесками давностью почти полвека. Тогда тоже не могли найти источники из-за плохой локализации, тоже не знали масштаба расстояний до них. В начале 1990-х годов господствовала точка зрения, что источники находятся в Галактике. Но их статистика, набранная гамма-обсерваторией «Комптон», говорила за то, что гамма-всплески приходят с космологических расстояний, сравнимых с расстоянием до горизонта Вселенной.

По этому поводу в Библиотеке Конгресса США в 1995 году состоялись захватывающие публичные дебаты между Доном Лэмбом (Donald Q. Lamb), придерживавшимся галактической гипотезы, и Богданом Пачинским (Bohdan Paczynski), отстаивавшим космологическое происхождение гамма-всплесков. Тогда явной победы не одержал никто, но в 1996 году загадка разрешилась. Нашли оптическое послесвечение всплеска, которое совпало с далекой галактикой с большим красным смещением. Потом еще и еще — всё на космологических расстояниях. Ключом к разгадке стало определение координат источника с астрометрической точностью.

Астрометрия — наиболее точная область астрономии; определение координат небесных объектов и их видимых движений — одна из основных ее задач. Наиболее точно координаты определяются с помощью интерферометрии, особенно в радиодиапазоне, где база может быть сопоставима с размерами Земли, а в космических экспериментах («Радиоастрон») — даже в десятки раз больше.

Долгое время оставалось проблемой поймать радиовсплеск с помощью интерферометра из-за узкого поля зрения. И вот 4 января 2017 года в журнале Nature большая группа радиоастрономов (S. Chatterjee et al., arXiv:1701.01098) сообщила о наконец-то «астрометрической» локализации одного из источников коротких импульсов FRB 121102 с помощью радиоинтерферометрических наблюдений на антеннах VLA и 305-метровом радиотелескопе в Аресибо (США).

Астрономы воспользовались тем, что этот конкретный источник является повторным — за 83 часа наблюдений на VLA в полосе частот 2,5–3,5 ГГц в течение полугода от него было зарегистрировано 9 коротких ярких всплесков с одинаковой мерой дисперсии. Точность локализации составила порядка 0,1 угловой секунды (это точность лучших оптических наблюдений).

Оказалось, что рядом с источником повторных FRB (на расстоянии 0,1 секунды дуги) есть слабый почти постоянный радиоисточник с непрерывным нетепловым спектром. По архивным данным наблюдений 2014 года, на оптическом 10-метровом телескопе «Кек» и телескопе «Джемини» выявили на месте источника слабый постоянный объект примерно 25-й звездной величины.

Дополнительные радиоинтерферометрические наблюдения со сверхдлинной базой (VLBI) на сети Европейских радиотелескопов с миллисекундной точностью подтвердили результаты VLA (arXiv:1701.01099) и показали, что постоянный источник и источник FRB разделены менее чем на 0,12 миллисекунды дуги. Это подтверждает их возможную физическую связь.

Спектроскопия оптического источника на телескопе «Северный Джемини» (Гавайи) показала (arXiv:1701.01100), что оптическое излучение является слабой карликовой галактикой с красным смещением z = 0,1927 (расстояние около 1 Гпк), с массой 40–70 млн масс Солнца, с высоким удельным темпом звездообразования и низкой металличностью, похожей на молодые карликовые галактики со вспышкой звездообразования.

Каковы же выводы из этих открытий? Во-первых, подтверждена внегалактическая природа (по крайней мере этого!) источника FRB. Во-вторых, найден постоянный второй радиоисточник с нетепловым спектром, который пока не удалось отождествить с известными источниками (например, молодой нейтронной звездой-магнетаром или с ядром активной галактики). В-третьих, источник точно находится в карликовой галактике с малой металличностью и высоким темпом звездообразования.

Очевидно, эти факты уверенно отвергают ряд физических моделей, но всё еще не позволяют однозначно ответить на вопрос о природе FRB и их необычного радиоизлучения. Надо полагать, в недалеком будущем новые наблюдения позволят астрономам разгадать тайну источников коротких радиовсплесков — ждем новых результатов!

Что такое быстрые радиовсплески

Астрофизики смогли определить механизм возникновения быстрых радиовсплесков — сигналов, природа которых до сих пор была неизвестна, так что некоторые даже считали, что они могут быть сигналами инопланетных цивилизаций. Судя по всему, быстрые радиовсплески формируются в окрестностях нейтронных звезд. Мы попросили астронома Сергея Попова из Государственного астрономического института имени Штернберга МГУ, автора книги о нейтронных звездах «Суперобъекты», рассказать об истории исследования быстрых радиовсплесков и о том, какие гипотезы об их природе выдвигали ученые.

Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF; Hubble Legacy Archive, ESA, NASA

В новой статье речь идет об источнике FRB121102. Это пока единственный повторяющийся источник быстрых радиовсплесков.

Быстрые радиовсплески — новый загадочный астрофизический феномен (продвинутый читатель может посмотреть свежий небольшой обзор на английском языке). Их исследование началось всего лишь 10 лет назад, когда в 2007 году Дункан Лоример и его коллеги объявили об обнаружении первого очень мощного, но при этом короткого (несколько миллисекунд) радиовсплеска, пришедшего «из ниоткуда». То есть, как это было почти полвека назад с космическими гамма-всплесками, вспышка не наблюдалась больше ни в каком диапазоне спектра, а кроме того, не представлялось возможным точно локализовать, с чем она связана.

Первый всплеск, как и большинство последующих, был обнаружен при обработке архивных данных телескопа из обсерватории «Паркс» (Parkes Observatory) в Австралии. Эта 64-метровая антенна предназначена, в первую очередь, для исследования радиопульсаров. Всплеск получил обозначение FRB 010724, где FRB — Fast radio burst, а 010724 — дата: 24 июля 2001 года.

Если инструмент фиксирует короткий одиночный всплеск радиоизлучения, то его координаты можно определить лишь с точностью порядка 10 угловых минут. Это примерно треть лунного диска. С астрономической точки зрения — большая площадка, так как, например, крупный оптический телескоп увидит там большое количество объектов. Но при этом ничего выдающегося в области локализации первого всплеска не наблюдалось. Источник мог находиться или совсем близко (даже в магнитосфере Земли!), или очень далеко. Однако второе представлялось более вероятным, так как всплеск характеризовался большой мерой дисперсии.

Дело в том, что это только в вакууме скорость света одна и та же. Если же электромагнитное излучение распространяется в среде, то скорость волн разной длины будет отличаться. Именно поэтому призма дает радужную полоску спектра. Радиосигналы на двух разных частотах, распространяясь в космической плазме, имеют разные скорости. А потому сигнал на более высокой частоте приходит к нам раньше. Вот эта величина «сдвига» времени прихода сигнала в зависимости от частоты волны и характеризуется мерой дисперсии. Она тем больше, чем больше плотность зарядов в среде, в которой распространяется сигнал, и чем большее расстояние в этой среде сигнал проходит.

В случае лоримеровского всплеска FRB 010724 дисперсию нельзя было объяснить межзвездной средой нашей Галактики — ее не хватало. Значит, источник внегалактический, а мера дисперсии связана или с межгалактической средой, или со средой вокруг источника в другой галактике. Если дело в межгалактической среде, то расстояние до источника получалось порядка миллиардов световых лет! Тогда у источника колоссальная радиосветимость — миллиард светимостей Солнца. Такого никогда не видели, и это непросто объяснить.

Но это еще не все. Поскольку всплеск был открыт в рамках обработки архива обзорных наблюдений, то можно было оценить, как часто происходят такие события. Получалось, что на земном небе мы должны были бы видеть тысячи всплесков в день. Проблема, однако, в том, что радиотелескопы обычно смотрят лишь на маленький пятачок неба, да к тому же трудно выделить отдельную короткую вспышку, если она не повторяется, а точные координаты (и идентификация с известным источником) неизвестны. Вот и получалось, что до 2007 года мы не знали, что на небе все время виден радиофейерверк: яркая вспышка каждую минуту.

О втором событии отрапортовали лишь в 2012 году. Поэтому теоретики не бросились строить модели. Правда, еще в 2007 году Константин Постнов и я предложили модель, в которой вспышки были связаны с гипервспышками магнитаров — молодых активных нейтронных звезд с очень сильными магнитными полями. Кроме того, в нашей работе мы обратили внимание, что темп вспышек совпадает с темпом рождения магнитаров, а также что если пульсары с большими потерями энергии вращения могут давать вспышки, подобные гигантским импульсам пульсара в Крабовидной туманности, но только более мощные во столько же раз, во сколько раз больше энергопотери, то это тоже будет похоже на FRB. Были высказаны и другие предположения, в том числе довольно экзотические, в которых вспышки FRB связывались с космическими струнами.

Ситуация изменилась летом 2013 году, когда Торнтон и его соавторы сообщили сразу о четырех новых вспышкам. Все поняли, что дело серьезное.

За несколько месяцев теоретики предложили пару дюжин моделей для объяснения быстрых радиовсплесков. Там были и сливающиеся белые карлики, и испаряющиеся черные дыры, и необычные двойные системы, и одиночные компактные объекты, на которые падают астероиды. Не забыли, конечно, и инопланетян. «Все побывали тут», — сказал бы Михаил Юрьевич.

Но самые реалистичные модели были связаны с нейтронными звездами. Мы знаем, что эти объекты дают короткие радиоимпульсы. Мы знаем, что во вспышке нейтронные звезды могут за доли секунды выделять колоссальную энергию. Однако выбрать одну модель не получалось. И даже отбросить ряд моделей было непросто.

Появлялись новые данные наблюдений. За несколько лет было открыто около 30 источников (их каталог можно найти здесь). Для них измерялись различные параметры. Ввиду большой значимости проблемы статьи нередко публиковались в Science и Nature. Но ясности не было.

Важной вехой стало открытие источника FRB121102 — героя новой публикации. Это был первый всплеск, открытый на 300-метровой антенне в Аресибо (Пуэрто-Рико). Дальнейшие наблюдения показали, что от источника приходят новые всплески. Причем много — сотни! Стало ясно, что FRB — это не катастрофа. То есть, это не испарение черной дыры, не образование кварковой звезды, не какой-то вид сверхновой, не слияние нейтронных звезд и так далее. На первый план окончательно вышли модели с молодыми нейтронными звездами.

Участок неба, на котором зафиксировали FRB121102

Gemini Observatory/AURA/NSF/NRC

Наблюдения повторных всплесков, в том числе одновременно несколькими радиотелескопами, позволили очень точно определить координаты источника. Кроме того, был обнаружен постоянный радиоисточник, с ним связанный. В конце концов, смогли разглядеть и галактику, в которой источник расположен, а значит, стало возможным точное определение энергетики вспышек, так как теперь было известно точное расстояние. Оказалось, что объект находится в небольшой галактике с мощным звездообразованием. Молодые нейтронные звезды «любят» такие места.

И в модели молодого магнитара (в данном случае речь идет о выделении энергии магнитного поля), и в модели молодого мощного радиопульсара (который испускает энергию своего вращения) можно объяснить все основные свойства FRB121102. Новая статья, пожалуй, подтверждает это.

В ней авторы смогли узнать кое-что новое о среде вокруг источника. Они измерили линейную поляризацию радиоизлучения — она оказалось 100-процентной, — а также смогли определить так называемую меру вращения. При распространении в плазме с магнитным полем плоскость поляризации электромагнитной волны поворачивается. Чем больше поле и чем больше в плазме свободных электронов, тем заметнее эффект. У FRB121102 измерена очень большая мера вращения, выделяющая его на фоне известных пульсаров, магнитаров и других источников быстрых радиовсплесков, для которых была установлена эта величина. Данные говорят о том, что источник всплесков находится в довольно плотной среде со значительным магнитным полем.

С одной стороны, авторы обращают внимание на то, что такие условия мы наблюдаем в окрестности сверхмассивных черных дыр. С другой, аналогичные условия могут быть и в очень молодых остатках сверхновых в областях звездообразования. А значит, мы снова возвращаемся к тому, что источники быстрых радиовсплесков связаны с молодыми нейтронными звездами.

Важным предсказанием моделей молодых нейтронных звезд, окруженных плотной туманностью, является эволюция свойств туманности на временах порядка нескольких лет. Соответственно, дальнейшие наблюдения вскоре должны проверить это.

В такой модели высокая активность FRB121102 может объясняться особой молодостью объекта. Скажем, десятки лет против сотен или тысяч лет у других источников. Со временем темп расходования (диссипации) и вращательной, и магнитной энергии неизбежно падает, — что подтверждают и наблюдения радиопульсаров и магнитаров, и теоретические расчеты, — соответственно и время между повторными всплесками должно возрастать. Для типичного магнитара оно должно составлять десятки или даже сотни лет, а потому мы и не видим повторных всплесков от других известных источников.

Сейчас в строй введены (FAST, UTMOST, ASKAP) или вводятся (CHIME, а в будущем — SKA) новые радиотелескопы. Будем надеяться, что это даст новые важные результаты, которые позволят решить загадку быстрых радиовсплесков в ближайшие несколько лет.

Астрономы зафиксировали сотни загадочных быстрых радиовсплесков

https://ria.ru/20210609/radiovspleski-1736328689.html

Астрономы зафиксировали сотни загадочных быстрых радиовсплесков

Астрономы зафиксировали сотни загадочных быстрых радиовсплесков — РИА Новости, 09.06.2021

Астрономы зафиксировали сотни загадочных быстрых радиовсплесков

Ученые из Канады и США сообщили о том, что за первый год работы радиотелескопа CHIME Радиоастрофизической обсерватории Доминион в Британской Колумбии им удалось РИА Новости, 09. 06.2021

2021-06-09T19:15

2021-06-09T19:27

наука

астрономия

сша

канада

массачусетский технологический институт

космос — риа наука

астрофизика

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e4/0b/03/1582900311_0:244:3207:2048_1920x0_80_0_0_1fc3e5a09fd1ab9f381e0a88cfded1e6.jpg

МОСКВА, 9 июн — РИА Новости. Ученые из Канады и США сообщили о том, что за первый год работы радиотелескопа CHIME Радиоастрофизической обсерватории Доминион в Британской Колумбии им удалось зафиксировать более 500 быстрых радиовсплесков. Это в четыре раза больше, чем за весь предыдущий период наблюдений за этими загадочными явлениями. Результаты исследования представлены на 238-й встрече Американского астрономического общества.Быстрые радиовсплески (Fast Radio Bursts — FRB) — это чрезвычайно яркие и короткие импульсы, регистрируемые в радиодиапазоне электромагнитного спектра, которые длятся доли секунды и за это время выбрасывают в космическое пространство энергию, эквивалентную испускаемой Солнцем в течение нескольких десятков тысяч лет. Происхождение быстрых радиовсплесков неизвестно. За все время с 2007 года, когда зафиксировали первую из них, радиоастрономы обнаружили не более 140 подобных вспышек, поэтому заметить очередной быстрый радиовсплеск считалось до сих пор большой удачей.Однако, судя по данным, приведенным в докладе, ученым из коллаборации CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment — Канадский эксперимент по картированию интенсивности водорода) только за первый год работы радиотелескопа CHIME, с 2018 по 2019-й, удалось обнаружить 535 новых быстрых радиовсплесков. По результатам наблюдений авторы составили первый каталог быстрых радовсплесков, который значительно расширяет текущую библиотеку известных FRB и содержит сведения об их свойствах. Все радиовсплески исследователи делят на два класса: однократные и повторяющиеся. Среди недавно обнаруженных FRB ученые идентифицировали 18 источников, которые взрывались неоднократно, остальные были единичными.По своим свойствам периодические FRB отличаются от разовых — их импульсы длятся немного дольше и излучают более сфокусированные пучки радиочастот. По мнению авторов, это свидетельствует о том, что единичные и повторяющиеся быстрые радиовсплески имеют разные механизмы и возникают из разных астрофизических источников. В отличие от большинства радиотелескопов с вращающимися антеннами, CHIME состоит из четырех неподвижных массивных параболических радиоантенн, которые одновременно охватывают половину неба. Фокусирует входящие радиосигналы специальный коррелятор — мощный цифровой процессор, обрабатывающий огромные объемы данных со скоростью около семи терабит в секунду.»Цифровая обработка сигналов — это то, что позволяет CHIME смотреть одновременно в тысячах направлений, — приводятся в пресс-релизе Массачусетского технологического института слова первого автора исследования, доцента физики Киёси Масуи. — Это то, что помогает нам обнаруживать FRB в тысячу раз чаще, чем традиционный телескоп».Когда ученые нанесли на карту местоположения всех FRB, оказалось, что они не исходят из каких-то конкретных частей неба, а распределены в пространстве более или менее равномерно. По оценкам авторов, ежедневно в разных частях Вселенной происходят около девяти тысяч FRB, достаточно ярких, чтобы их мог увидеть радиотелескоп типа CHIME.По степени рассеяния радиоволн ученые оценили расстояние до каждого из 535 FRB, обнаруженных CHIME, и у становили, что большинство из них возникли в далеких галактиках. Но тот факт, что они достаточно яркие, чтобы их увидел радиотелескоп, по мнению авторов, говорит о том, что их источники обладают чрезвычайно высокой энергией. По мере того как телескоп CHIME обнаруживает все больше FRB, ученые надеются точно определить, какие экзотические события могут генерировать такие сверхъяркие и сверхбыстрые сигналы.

https://ria.ru/20210601/radiovsplesk-1735077653.html

https://ria.ru/20201121/radiovspleski-1585468650.html

сша

канада

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости

4. 7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e4/0b/03/1582900311_354:0:3085:2048_1920x0_80_0_0_3968e5c4a9c1b2bbebfc02413a96d69c.jpg

1920

true

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

4.7

internet-group@rian. ru

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

астрономия, сша, канада, массачусетский технологический институт, космос — риа наука, астрофизика

Наука, Астрономия, США, Канада, Массачусетский технологический институт, Космос — РИА Наука, астрофизика

МОСКВА, 9 июн — РИА Новости. Ученые из Канады и США сообщили о том, что за первый год работы радиотелескопа CHIME Радиоастрофизической обсерватории Доминион в Британской Колумбии им удалось зафиксировать более 500 быстрых радиовсплесков. Это в четыре раза больше, чем за весь предыдущий период наблюдений за этими загадочными явлениями. Результаты исследования представлены на 238-й встрече Американского астрономического общества.

Быстрые радиовсплески (Fast Radio Bursts — FRB) — это чрезвычайно яркие и короткие импульсы, регистрируемые в радиодиапазоне электромагнитного спектра, которые длятся доли секунды и за это время выбрасывают в космическое пространство энергию, эквивалентную испускаемой Солнцем в течение нескольких десятков тысяч лет.

Происхождение быстрых радиовсплесков неизвестно. За все время с 2007 года, когда зафиксировали первую из них, радиоастрономы обнаружили не более 140 подобных вспышек, поэтому заметить очередной быстрый радиовсплеск считалось до сих пор большой удачей.

Однако, судя по данным, приведенным в докладе, ученым из коллаборации CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment — Канадский эксперимент по картированию интенсивности водорода) только за первый год работы радиотелескопа CHIME, с 2018 по 2019-й, удалось обнаружить 535 новых быстрых радиовсплесков.

По результатам наблюдений авторы составили первый каталог быстрых радовсплесков, который значительно расширяет текущую библиотеку известных FRB и содержит сведения об их свойствах. Все радиовсплески исследователи делят на два класса: однократные и повторяющиеся. Среди недавно обнаруженных FRB ученые идентифицировали 18 источников, которые взрывались неоднократно, остальные были единичными.

1 июня 2021, 13:02Наука

Астрономы выявили необычный источник быстрого радиовсплеска

По своим свойствам периодические FRB отличаются от разовых — их импульсы длятся немного дольше и излучают более сфокусированные пучки радиочастот. По мнению авторов, это свидетельствует о том, что единичные и повторяющиеся быстрые радиовсплески имеют разные механизмы и возникают из разных астрофизических источников.

В отличие от большинства радиотелескопов с вращающимися антеннами, CHIME состоит из четырех неподвижных массивных параболических радиоантенн, которые одновременно охватывают половину неба. Фокусирует входящие радиосигналы специальный коррелятор — мощный цифровой процессор, обрабатывающий огромные объемы данных со скоростью около семи терабит в секунду.

«Цифровая обработка сигналов — это то, что позволяет CHIME смотреть одновременно в тысячах направлений, — приводятся в пресс-релизе Массачусетского технологического института слова первого автора исследования, доцента физики Киёси Масуи. — Это то, что помогает нам обнаруживать FRB в тысячу раз чаще, чем традиционный телескоп».

Когда ученые нанесли на карту местоположения всех FRB, оказалось, что они не исходят из каких-то конкретных частей неба, а распределены в пространстве более или менее равномерно. По оценкам авторов, ежедневно в разных частях Вселенной происходят около девяти тысяч FRB, достаточно ярких, чтобы их мог увидеть радиотелескоп типа CHIME.

По степени рассеяния радиоволн ученые оценили расстояние до каждого из 535 FRB, обнаруженных CHIME, и у становили, что большинство из них возникли в далеких галактиках. Но тот факт, что они достаточно яркие, чтобы их увидел радиотелескоп, по мнению авторов, говорит о том, что их источники обладают чрезвычайно высокой энергией. По мере того как телескоп CHIME обнаруживает все больше FRB, ученые надеются точно определить, какие экзотические события могут генерировать такие сверхъяркие и сверхбыстрые сигналы.

21 ноября 2020, 08:00Наука

Расщепленный черной дырой. Ученые — о тайнах быстрых радиовсплесков

«Это первый быстрый радиовсплеск от известного источника»

Внегалактические сигналы против микроволновки

Быстрыми радиовсплесками (по-английски — Fast Radio Bursts, или FRB) называют радиоимпульсы длиной в несколько миллисекунд. Но сила их такова, что количество энергии, испускаемой за этот короткий промежуток, сравнимо с той, что излучает Солнце за десятки тысяч лет. Первый радиовсплеск был обнаружен группой Дункана Лоримера в 2007 году, когда его аспирант Дэвид Наркевич изучал данные австралийского 64-метрового радиотелескопа Паркс. Сигнал исходил из точки, расположенной в трех миллиардах световых лет от нас.

Ученые более десяти лет ломали голову, откуда берутся такие мощные вспышки радиоизлучения. В 2010 астрофизики обнаружили и другие подобные всплески, но выяснилось, что они имеют земное происхождение и вызваны техническими устройствами. В другой раз сверхчувствительная аппаратура в Парксе приняла за быстрые внегалактические радиовсплески излучение из-за открытия еще работающей микроволновки в здании обсерватории. Неудивительно, что скептики вовсе разуверились в существовании таких явлений.

Однако данные о новых радиовсплесках продолжали поступать — особенно со строительством нового радиотелескопа CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment — «Канадский эксперимент по картированию интенсивности водорода», аббревиатура переводится как «перезвон») в Британской Колумбии. Но общего объяснения причин радиовсплесков так и не было. Проблем добавляло и то, что за миллисекунды нельзя перенаправить телескоп, сфокусировав его на нужной области, а потому определить источник FRB очень сложно. В основном это удается сделать для повторяющихся радиовсплесков: в этом случае можно хотя бы знать, где они появятся в следующий раз (хотя ждать порой приходится очень долго).

«Источники быстрых радиовсплесков находятся в галактиках, расположенных в миллионах и миллиардах световых лет от нас. Если мы можем наблюдать их с такого расстояния, то они должны быть в десятки тысяч или в миллионы раз мощнее, чем то, что мы регистрируем в нашей Галактике. Множество теорий пытались объяснить это явление, но данные для их подтверждения были ограничены нехваткой источников радиовсплесков вблизи от нас», — рассказал Дэниэл Мичилле, соавтор одной из работ и сотрудник CHIME.

Журавль и Лисичка

Согласно большинству теорий, источником радиовсплесков могут быть нейтронные звезды — сверхплотные остатки переживших стадию сверхновой звезд-гигантов. Но нейтронные звезды бывают разными, и быстрые радиовсплески часто приписывали молодым. Однако с этим согласовывались не все факты. Так, источник зарегистрированного в 2019 году радиовсплеска FRB 180924 находился в созвездии Журавль на расстоянии 4 млрд световых лет от нас. Для этого FRB, кстати, впервые удалось определить хотя бы галактику происхождения, но в ней было множество старых звезд, считавшихся не очень хорошими кандидатами в источники быстрых радиовсплесков.

Весной этого года астрофизикам наконец-то повезло. Одновременно и радиотелескоп CHIME, и проект STARE2 (The Survey for Transient Astronomical Radio Emission 2, что дословно переводится как «Изучение неустойчивого астрономического радиоизлучения 2», при этом аббревиатура означает «уставиться» или «глазеть») засекли один и тот же быстрый радиовсплеск FRB 200428. «28 апреля был обнаружен гигантский, невероятно яркий радиосигнал, который имел свойства FRB. Радиотелескоп CHIME в Британской Колумбии, имеющий более тысячи антенн, мы использовали для триангуляции сигнала на небе, — рассказал Дэниэл Мичилле. — Удалось определить, что сигнал испустил магнетар SGR 1935+2154». Индукция поверхностных магнитных полей магнетаров превышает 10 ¹⁴ гаусс — в тысячи раз больше, чем у звезд. SGR 1935+2154 расположен на расстоянии 30 тысяч световых лет от Земли в Млечном Пути — нашей Галактике, что только придает открытию уникальности.

Всплески в диапазоне 1281–1468 мегагерц, которые излучал SGR 1935+2154, были в 4000 раз сильнее, чем испускаемые за схожий промежуток времени пульсаром в Крабовидной туманности — предыдущим рекордсменом по радиоизлучению в нашей Галактике. Испускаемая энергия была лишь в 30 раз слабее, чем у известных нам внегалактических FRB. Однако он был обнаружен лишь за год наблюдений, тогда как более мощные подобные события, которые мы регистрируем извне, происходят сравнительно редко, а слабые могут быть не замечены на расстоянии миллиардов световых лет. По мнению исследователей, изложенному в первой статье в журнале Nature, данные согласуются либо с моделью мазеров, то есть квантовых генераторов электромагнитных волн в сантиметровом диапазоне (или микроволн — привет микроволновкам), либо с моделью магнетаров, испускающих электромагнитные импульсы и гигантские вспышки.

В поисках причины

Из тридцати ближайших к нам магнетаров (в Млечном Пути и Магеллановых Облаках) лишь пять уличены в интенсивном радиоизлучении, а вот рентгеновские и гамма-лучи для них — обычное дело. То, что яркость излучения в радиодиапазоне магнетаров нашей Галактики была на много порядков ниже, чем у источников внегалактических радиовсплесков, считалось Ахиллесовой пятой «магнетарных» теорий их происхождения. Однако зарегистрированный 28 апреля выброс энергии в виде радиоволн был на три порядка сильнее, чем ранее известные значения этих показателей для магнетаров. По расчетам ученых, такой выброс из соседней галактики легко подошел бы под описание типичного быстрого радиовсплеска. Но чтобы объяснить все случаи, понадобятся более мощные источники излучения — возможно, активные молодые магнетары, предположили астрофизики во второй статье.

Как же магнетар SGR 1935+2154 впервые удалось поймать с поличным? Как сообщил представитель проекта STARE2 и сотрудник Калифорнийского технологического университета Кристофер Боченек, в тот же самый момент магнетар испустил всплеск излучения еще и в рентгеновском диапазоне. «Над проектом работала коллаборация из пяти радиотелескопов по всей Северной Америке, также к нам подключился и рентгеновский телескоп. Это первый быстрый радиовсплеск от известного источника», — подчеркнул ученый. Кроме того, определить местоположение источника помог сканер IBIS на спутнике Integral Европейского космического агентства.

Параллельно тот же участок неба наблюдали китайские астрофизики при помощи телескопа FAST (Five-hundred meter Aperture Spherical Telescope). Они смогли четко определить верхнюю границу коротких гамма-волн, испускаемых магнетаром (такое излучение считается редкостью), чтобы разобраться в механизмах возникновения коротких радиовсплесков. Объединенные усилия ученых и восьмичасовые наблюдения позволили изучить явление в оптическом, рентгеновском и других диапазонах и обнаружить 29 выбросов гамма-излучения (из-за которых, собственно, магнетар и назван SGR — soft-γ-ray repeater). С ними, к сожалению, не совпадали радиовсплески, но в момент регистрации FRB наблюдений за этим участком неба китайцы не вели. В третьей статье астрофизики предполагают, что эти всплески редко происходят одновременно с радиовсплесками.

Накопленные знания помогли построить и проверить новые модели физических механизмов таких событий. Ранее обсуждалось, что свой вклад вносят магнитосферы черных дыр, нейтронных звезд или же релятивистские скачки уплотнения — волны от этих объектов. Новые наблюдения, как сообщается в четвертой статье, подтвердили теорию нейтронных звезд по крайней мере для магнетаров. «Множество теорий моделируют, как происходят такие всплески. Нам удалось свести данные в одну модель, объясняющую как минимум некоторые, а возможно и все радиовсплески. Есть вероятность, что их все испускают магнетары», — заключает Бин Чжан, сотрудник телескопа FAST и Невадского университета в Лас-Вегасе.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.

Быстрые радиовсплески — ученые нашли еще один повторяющийся сигнал

Тема дня

Главная
Технологии

09 июня, 2022, 12:26

Распечатать

Природа этого феномена все еще остается загадкой для исследователей.

Вам также будет интересно
>
В США решили ввести искусственный интеллект в законодательное поле
04. 10 17:09
К Земле на высокой скорости летят сразу четыре астероида
04.10 14:50
Ученые зафиксировали на Солнце сильнейшую за несколько месяцев вспышку
04.10 14:11
Ученые рассказали, почему были заброшены копи царя Соломона
04.10 13:12
Нобелевскую премию по физике присудили за открытия в области квантовой информатики
04. 10 12:51
Телескоп в Чили заметил длинный «хвост» обломков после столкновения DART с астероидом
04.10 11:05
Ученые показали, как будет выглядеть Земля в будущем
► Видео
03.10 18:58
Ученые воссоздали внешность средневековой женщины, священника и епископа
03. 10 18:10
«Гормон любви» оказался способен вылечить «разбитое сердца»
03.10 17:32
Прорыв в лечении рака: ученые сделали неожиданное открытие о метастазах
03.10 15:16
Нобелевскую премию по медицине присудили за исследование эволюции человека
Обновлено
03. 10 12:33
Астрономы объяснили странный наклон оси вращения Урана
03.10 12:15

Последние новости

В Европу может прийти газ из Алжира взамен российскому
00:06
Зеленский создал военные администрации на освобожденных территориях
23:47
Клуб УПЛ подписал английского футболиста
23:45
Зеленский пригласил в Киев будущего премьера Италии
23:34
«Шахтер» – «Динамо»: УПЛ утвердила дату и время начала первого дерби сезона
23:09

Все новости

Добро пожаловать!
Регистрация
Восстановление пароля
Авторизуйтесь, чтобы иметь возможность комментировать материалы
Зарегистрируйтесь, чтобы иметь возможность комментировать материалы
Введите адрес электронной почты, на который была произведена регистрация и на него будет выслан пароль

Забыли пароль?
Войти

Пароль может содержать большие и маленькие буквы латинского алфавита, а также цифры
Введенный e-mail содержит ошибки

Зарегистрироваться

Имя и фамилия должны состоять из букв латинского алфавита или кирилицы
Введенный e-mail содержит ошибки
Данный e-mail уже существует
У поля Имя и фамилия нет ошибок
У поля E-mail нет ошибок

Напомнить пароль

Введенный e-mail содержит ошибки

Нет учетной записи? Зарегистрируйтесь!
Уже зарегистрированы? Войдите!
Нет учетной записи? Зарегистрируйтесь!

Странный быстрый радиовсплеск бросает вызов астрономам

Астрофизика

09. 06.2022

360 3 минут чтения

Группа астрономов обнаружила новый, быстрый, высокоактивный и повторяющийся радиовсплеск от компактного источника, который продолжает излучать более тусклый свет между каждым всплеском. Открытие этого всплеска, названного FRB 190520, поднимает новые вопросы о природе этих объектов.

Быстрые радиовсплески (FRB) — это всплески радиоволн длительностью несколько миллисекунд; некоторые из них происходят через регулярные промежутки времени или случайным образом. Их физическое происхождение до сих пор неизвестно, но в настоящее время предпочтительной причиной считаются магнетары — нейтронные звезды с интенсивным магнитным полем. FRB 190520 произвел всплеск радиоволн 20 мая 2019 года, зафиксированный 500-метровым сферическим радиотелескопом (FAST) на юго-западе Китая.

Последующие наблюдения с помощью Очень большого массива (VLA) показали, что этот источник излучает частые и повторяющиеся всплески радиоволн, между которыми излучение — хотя и более слабое — происходит непрерывно. В период с апреля 2020 года по сентябрь 2020 года за 18,5 часов наблюдений было обнаружено 75 всплесков. Данные также позволили определить местоположение источника: он находится на окраине карликовой галактики, почти в 3 миллиардах световых лет от Земли.

Это всего лишь второй случай, когда эксперты столкнулись с подобным FRB. Первый подобный объект, FRB 121102, был обнаружен в 2014 году благодаря анализу данных, собранных обсерваторией Аресибо, которая зафиксировала эти сигналы в ноябре 2012 года. Повторение FRB 121102 впервые позволило точно определить местонахождение его источника благодаря VLA (карликовая галактика, расположенная на расстоянии 3 миллиардов световых лет).

Изображение FRB 190520 (в красном цвете), записанное Очень большим массивом, в сочетании с оптическим изображением, когда происходил всплеск радиоволн.

Эти два всплеска демонстрируют несколько сходств, включая тот факт, что выбросы из компактной области сохраняются между двумя всплесками. «Мы считаем, что всплеск и источник континуума, скорее всего, являются либо одним и тем же объектом, либо каким-то образом физически связаны друг с другом«, — сказал в 2017 году Бенито Маркоте, астроном из Объединенного института VLBI ERIC, о всплеске FRB 121102.

Различия между FRB 190520 и FRB 121102 и всеми другими известными всплесками подтверждают ранее выдвинутую гипотезу о существовании двух различных типов FRB. «Отличаются ли те, которые повторяются, от тех, которые не повторяются? А как насчет постоянного радиоизлучения — часто ли оно встречается?» — спрашивает Кшитидж Аггарвал с факультета физики и астрономии Университета Западной Вирджинии, соавтор статьи, описывающей FRB 190520.

Чтобы объяснить это различие, астрономы считают, что FRB могут быть произведены двумя разными механизмами, или что объекты, излучающие эти всплески, ведут себя по-разному на разных этапах своей эволюции.

Самый первый FRB был обнаружен в 2007 году (Дунканом Лоримером и Дэвидом Наркевичем), но ученые до сих пор не уверены, какое явление вызывает эти сигналы. Они могут быть произведены нейтронными звездами — в результате взрыва массивной звезды в сверхновую — или магнетарами.

Сегодня быстрые радиовсплески используются для исследования содержания ионизированных барионов в межгалактической среде. Чтобы лучше охарактеризовать эту промежуточную материю, астрономы анализируют ее влияние на радиоволны, излучаемые далекими объектами. В частности, когда радиоволны проходят через пространство, содержащее свободные электроны, высокочастотные волны распространяются быстрее, чем низкочастотные.

Это явление, которое ученые называют «рассеянием», позволяет определить плотность электронов в пространстве между исходным объектом и Землей. Аналогично, если эту электронную плотность можно оценить заранее, специалисты могут вывести приблизительное расстояние до объекта — этот метод часто используется для оценки расстояния до пульсаров.

Однако особенность FRB 190520 ставит этот подход под сомнение. Степень рассеивания этого сигнала указывает на то, что его источник находится на расстоянии от 8 до 9,5 миллиарда световых лет. Но независимое измерение, основанное на смещении света от галактики из-за расширения Вселенной, показывает, что источник находится на расстоянии всего около 3 миллиардов световых лет. «Это означает, что в окрестностях FRB находится много материи, что сбивает с толку любые попытки использовать его для измерения газа между галактиками«, — сказал Аггарвал. Так что FRB, возможно, не являются хорошими «космическими маркерами», в конце концов.

Одна из гипотез, выдвинутых астрономами для объяснения разницы в измерениях расстояния, заключается в том, что FRB 190520 может быть «новорожденным», все еще окруженным материалом от сверхновой звезды, создавшей нейтронную звезду, которая, вероятно, и вызвала сигнал. Таким образом, когда этот материал в конечном итоге рассеивается в пространстве, дисперсия сигнала должна уменьшиться. Основываясь на этой гипотезе, команда считает, что повторение всплесков радиоволн в конечном итоге может быть характерно для «молодых» FRB — в этом случае их частота будет уменьшаться с возрастом.

Сегодня известно несколько десятков FRB, но многие вопросы об их происхождении и свойствах остаются без ответа. Открытие этого нового повторяющегося FRB позволит исследовать новые пути.

Подпишитесь на нас:Дзен.Новости / Вконтакте / Telegram

Открытие второго повторяющегося быстрого радиовсплеска ставит новые вопросы

Сферический радиотелескоп с пятисотметровой апертурой (FAST, внизу) и Очень большая антенная решетка Янского (JVLA, в центре) под ночным небом.
(Изображение предоставлено Ди Ли/NAOC)

Международная группа астрономов обнаружила второй устойчиво активный быстрый радиовсплеск, что ставит вопросы о природе загадочного явления.

Быстрые радиовсплески (FRB) — это интенсивные короткие вспышки радиочастотного излучения, длящиеся порядка миллисекунд. Это явление было обнаружено в 2007 году аспирантом Дэвидом Наркевичем и его руководителем Дунканом Лоримером. Источник этих высокоэнергетических событий остается загадкой, но ключи к разгадке их природы постепенно собираются.

Новый источник, быстрый радиовсплеск 20190520B, был обнаружен с помощью пятисотметрового сферического радиотелескопа (FAST) в Гуйчжоу, Китай, 20 мая 2019 года и обнаружен в данных за ноябрь того же года, новое исследование (открывается в новой вкладке) отчеты.

Последующие наблюдения программы Jansky Very Large Array (VLA) под руководством Калифорнийского технологического института обнаружили более слабые постоянные радиоизлучения, связанные с FRB, что также позволило телескопу Subaru на Гавайях локализовать источник в пределах границ гном галактика почти в 3 миллиардах световых лет от Земли .

Связанный: «Радиоцвета» от таинственных вспышек дальнего космоса показывают одинокий звездный труп как источник FRB 121102 в 2012 году.

«Большим сюрпризом для меня стало осознание того, что новый FRB кажется идеальным «близнецом» более раннего открытия», — Кейси Лоу, астроном из Калифорнийского технологического института и соавтор, возглавлявший VLA. программы, сообщил Space.com.

«Возможно, некоторые предпочли бы сказать, что первая такая ассоциация [между FRB и радиоисточником] была случайностью, потому что это было трудно объяснить. Теперь второй пример показывает, что это реальная и важная часть жизни ФРБ».

Открытие поднимает новые вопросы о природе FRB, например, эволюционируют ли источники FRB с течением времени или, альтернативно, способны ли различные виды источников излучать FRB.

«Один из ключевых вопросов в области FRB заключается в том, повторяются ли все источники FRB», — Ди Ли из Национальной астрономической обсерватории Китая (NAOC) и руководитель Комменсального радиоастрономического обзора FAST (CRAFTS), который обнаружил FRB 19.0520B, сообщил Space.com по электронной почте. «Лично я предпочитаю эволюционную картину, в которой все источники повторяются, но уровень активности резко падает по мере старения источника. в этой гипотетической эволюционной картине они могут представлять молодость FRB, которая длится недолго».

Еще одной особенностью FRB 190520B является его измерение дисперсии, которое указывает на то, что его излучение прошло через самую высокую плотность электронов среди всех FRB, прежде чем оно было обнаружено на Земле. Это говорит о том, что FRB активен в локальной плазменной среде, например, созданной сверхновая и является недавно созданным источником.

Давая представление об окружающей среде FRB 190520B, большое расхождение в измерениях дисперсии с другими FRB ставит под сомнение их использование в качестве «космических мерилов» для измерения расстояний.

Франц Кирстен, научный сотрудник Нидерландского института радиоастрономии (ASTRON) и Университета Чалмерса в Швеции, который не участвовал в исследовании, сказал Space.com, что эволюционный путь для FRB возможен, но только с этими двумя источниками. , трудно сказать.

«Нам нужно найти больше и ограничить эту эволюционную стадийную модель. Нам действительно нужно больше в разном возрасте, чтобы сказать: «Хорошо, эта штука все время исчезает», — сказала Кирстен. «Итак, было бы действительно приятно увидеть, что эти постоянные источники действительно исчезают со временем, скажем, в масштабах времени от 10 до 20 лет. Если мы можем сказать, хорошо, они становятся слабее, то это, безусловно, указывает на то, что это Возможность.»

В продолжение этого исследования соавтор Ю Вэньфэй из Шанхайской астрономической обсерватории сообщил Space. com, что «механизмы, ответственные за дополнительную меру дисперсии, и окружающая среда вблизи источника таких повторяющихся FRB с ассоциацией PRS являются нерешенными проблемами». следовать и решать».

«Я оптимистично настроен, что загадка FRB будет решена путем исследования таких экстремальных FRB», — сказал Юй.

Истории по теме:

Ди также видит большую ценность в обнаружении большего количества повторяющихся источников FRB, а также в попытках получить гораздо лучшую картину среды, в которой они происходят, например, используя космический телескоп Хаббла для наблюдения. наблюдения.

Сотрудничество между астрономами и учреждениями по всему миру будет иметь решающее значение для поиска, локализации и описания этих загадочных явлений, как это было в случае с FRB 19.0520Б.

«Это открытие невозможно без международного сотрудничества. FAST сделал открытие, и только VLA способна так эффективно его локализовать. У каждого инструмента есть свои сильные стороны, и у всех нас есть одно небо», — говорит Ди.

Исследование (откроется в новой вкладке) было опубликовано в Интернете в журнале Nature сегодня (8 июня).

Следите за нами в Твиттере @Spacedotcom (открывается в новой вкладке) или на Facebook (откроется в новой вкладке) .

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].

Эндрю – независимый космический журналист, специализирующийся на освещении быстро растущего космического сектора Китая. Он начал писать для Space.com в 2019 году и пишет для SpaceNews, IEEE Spectrum, National Geographic, Sky & Telescope, New Scientist и других. Эндрю впервые заразился космической ошибкой, когда в детстве впервые увидел изображения других миров в нашей Солнечной системе, сделанные «Вояджером». Вдали от космоса Эндрю любит бегать по тропам в лесах Финляндии. Вы можете следить за ним в Твиттере @AJ_FI (откроется в новой вкладке).

Недавно обнаруженные быстрые радиовсплески бросают вызов тому, что астрономы знают об этих мощных астрономических явлениях.

Большая идея

Недавно обнаруженный быстрый радиовсплеск обладает некоторыми уникальными свойствами, которые одновременно дают астрономам важную информацию о причинах этих загадочных астрономических явлений, а также ставят под сомнение одну из немногих вещей, которые ученые, как им казалось, знали об этих мощных вспышки, как мы с коллегами описываем в новом исследовании в журнале Nature от 8 июня 2022 г.

Быстрые радиовсплески, или FRB, представляют собой чрезвычайно яркие импульсы радиоволн, исходящие из далеких галактик. Они выделяют столько же энергии за миллисекунду, сколько Солнце высвобождает за многие дни. Исследователи из Университета Западной Вирджинии обнаружили первый FRB еще в 2007 году. За последние 15 лет астрономы обнаружили около 800 FRB, и каждый день обнаруживаются новые.

Когда телескоп фиксирует FRB, одной из самых важных особенностей, на которую обращают внимание исследователи, является то, что называется дисперсией. Дисперсия — это в основном мера того, насколько растянут FRB, когда он достигает Земли.

Плазма, которая находится между звездами и галактиками, замедляет весь свет, включая радиоволны, но более низкие частоты ощущают этот эффект сильнее и замедляют больше, чем более высокие частоты. FRB содержат диапазон частот, поэтому свет с более высокой частотой во вспышке достигает Земли раньше, чем с более низкими частотами, вызывая дисперсию. Это позволяет исследователям использовать дисперсию для оценки того, как далеко от Земли возник FRB. Чем более растянут FRB, тем больше плазмы должен пройти сигнал, тем дальше должен быть источник.

В верхней части этой диаграммы показаны шесть всплесков яркости радиоволн, которые представляют собой шесть всплесков от FRB190520. Нижняя половина показывает частотный диапазон для каждого отдельного пакета.
Ниу, Ч., Аггарвал, К., Ли, Д. и др., CC BY

Почему это важно

Новый FRB, обнаруженный моими коллегами и мной, называется FRB190520. Мы нашли его с помощью сферического телескопа с пятисотметровой апертурой в Китае. Сразу бросается в глаза интересная вещь о FRB190520 заключалась в том, что это один из 24 повторяющихся FRB, и он повторяется гораздо чаще, чем другие — в 2020 году за шесть месяцев было произведено 75 всплесков.

Затем наша команда использовала радиотелескоп Very Large Array в Нью-Мексико для дальнейшего изучения этого FRB и успешно определил местонахождение его источника — карликовой галактики примерно в 3 миллиардах световых лет от Земли. Именно тогда мы начали понимать, насколько действительно уникален и важен этот FRB.

Во-первых, мы обнаружили постоянный, хотя и гораздо более слабый, радиосигнал, излучаемый чем-то из того же места, что и FRB19.0520 пришло. Из более чем 800 FRB, обнаруженных на сегодняшний день, только один имеет аналогичный устойчивый радиосигнал.

Во-вторых, поскольку мы смогли точно определить, что FRB пришел из карликовой галактики, мы смогли точно определить, насколько далеко эта галактика находится от Земли. Но этот результат не имел смысла. К нашему большому удивлению, оценка расстояния, которую мы сделали, используя дисперсию FRB, составила 30 миллиардов световых лет от Земли, что в 10 раз больше, чем фактические 3 миллиарда световых лет до галактики.

Астрономы смогли определить точное местоположение и, следовательно, расстояние от Земли только 19 других источников FRB. Для остальных примерно 800 известных FRB астрономам приходится полагаться только на дисперсию, чтобы оценить их расстояние от Земли. Для других 19 FRB с известным местоположением расстояния, оцененные по дисперсии, очень близки к реальным расстояниям до их галактик-источников. Но этот новый FRB показывает, что оценки с использованием дисперсии иногда могут быть неверными, и отбрасывает многие предположения.

FRB190520 пришел из небольшой карликовой галактики, удаленной от нас на 3 миллиарда световых лет, отмечен перекрестием на большой врезке с точным расположением источника FRB в круге на меньшем изображении.
Ниу, Ч., Аггарвал, К., Ли, Д. и др., CC BY

Что еще неизвестно

Астрономы в этой новой области до сих пор не знают, что именно производит FRB, поэтому каждое новое открытие или информация важны.

Наше новое открытие поднимает конкретные вопросы, в том числе о том, распространены ли устойчивые радиосигналы, какие условия их вызывают и отвечает ли то же явление, которое создает FRB, за излучение устойчивых радиосигналов.

И огромная загадка, почему рассеивание FRB190520 было намного больше, чем должно быть. Было ли это связано с чем-то рядом с FRB? Было ли это связано с постоянным радиоисточником? Связано ли это с материей в галактике, откуда исходит этот FRB? Все эти вопросы остаются без ответа.

Что дальше

Мои коллеги сосредоточатся на изучении FRB190520 с помощью множества различных телескопов по всему миру. Изучая FRB, его галактику и космическую среду, окружающую его источник, мы надеемся найти ответы на многие загадки, которые он раскрыл.

В ближайшие годы в ходе других открытий FRB будет получено больше ответов. Чем больше астрономов каталогизируют FRB, тем больше шансов обнаружить FRB с интересными свойствами, которые помогут разгадать загадку этих захватывающих астрономических явлений.

Почему поиск быстрых радиовсплесков является «взрывным полем» в астрономии

Немногим более десяти лет назад два астронома обнаружили таинственные всплески радиоволн, которые, кажется, происходят по всему небу, часто затмевая все звезды в одном галактика. С тех пор началось изучение этих быстрых радиовсплесков, или FRB, и хотя мы до сих пор не знаем, что именно они собой представляют и что их вызывает, ученые сейчас приближаются к некоторым ответам.

FRB были впервые обнаружены в 2007 году астрономами Дунканом Лоримером и Дэвидом Наркевичем. Во время использования обсерватории Паркса в Австралии дуэт был ошеломлен, увидев невероятно яркую вспышку радиоволн, исходящих из космоса. Это странное событие было названо всплеском Лоримера.

С тех пор было объявлено о 100 открытиях FRB. Нам удалось точно определить местоположение некоторых из них в других галактиках — похоже, ни одна из них не находится внутри Млечного Пути, — а также увидеть, как некоторые из них происходят в режиме реального времени, и даже стать свидетелями повторяющихся FRB. Несмотря на многочисленные наблюдения и множество данных, мы до сих пор не можем точно объяснить, что они из себя представляют.

«В астрофизике не так часто возникает новое явление, которое мы действительно не понимаем, и у нас есть возможность узнать что-то действительно новое», — сказал доктор Джейсон Хесселс из Амстердамского университета в Нидерландах.

Радиотелескопы

Доктор Хессельс координировал проект под названием DRAGNET, который работал с 2014 по 2018 год и стремился наблюдать и изучать больше FRB. Он использовал радиотелескопы по всему миру, в том числе низкочастотный массив или телескоп LOFAR в Нидерландах, для поиска экзотических звезд и FRB. Однако в то время, когда проект был предложен в 2012 году, люди не были уверены, что FRB вообще реальны.

Тем не менее, в 2015 году проект совершил ключевой прорыв. Было обнаружено, что известный FRB в другой галактике, получивший название FRB 121102, повторяется. Это открытие позволило астрономам выяснить, откуда исходит FRB — слабая карликовая галактика в 3 миллиардах световых лет от Земли. С тех пор мы обнаружили второй повторяющийся всплеск, но до первого все FRB были одиночными событиями.

«Это был огромный кладезь информации, — сказал доктор Хесселс, имея в виду FRB 121102. — Мы обнаружили сотни всплесков от него».0003

Каждая вспышка длится около миллисекунды, но может излучать больше энергии, чем 500 миллионов солнц. Таким образом, FRB 121102 хорошо заметен на фоне галактики, особенно такой слабой, как эта. Даже на таком большом расстоянии и будучи произведенной до начала многоклеточной жизни на Земле, вспышка достаточно интенсивна, чтобы мы могли ее измерить сегодня.

Когда FRB были впервые обнаружены, считалось, что они могут быть вызваны катаклизмами, такими как нейтронные звезды — остатки ядер коллапсирующих гигантских звезд — или слияние черных дыр. Однако тот факт, что некоторые FRB повторяются, предполагает, что это может быть не так, хотя может быть несколько типов FRB.

Звездотрясения

Наше лучшее объяснение на данный момент состоит в том, что они вызваны магнетарами, нейтронными звездами, обладающими невероятно сильными магнитными полями. Считается, что у этих звезд достаточно энергии, чтобы производить яркие вспышки, связанные с FRB, и испытывать «звездные землетрясения», когда магнитное поле разрывает кору звезды на части, высвобождая огромное количество энергии (хотя недавние результаты, опубликованные 27 июня, предполагают возможное неизвестное альтернативное происхождение некоторых FRB).

«Эта высвобождаемая энергия может врезаться во все материалы, окружающие магнетар, и это вызывает удар и может ускорять частицы, которые производят радиоволны и радиовсплески, как мы наблюдаем», — сказал доктор Хесселс.

Чтобы лучше ответить на этот вопрос, продолжающийся проект MeerTRAP пытается найти больше FRB, которые могут приблизить нас к ответу. В проекте используется массив радиотелескопов MeerKAT в Южной Африке для поиска импульсов радиоволн в небе. Во время стандартных астрономических наблюдений за массивом команда MeerTRAP подключается к борту, чтобы получить данные — около 10 гигабайт в секунду — для поиска FRB.

«Мы просто берем данные оттуда, куда они решили указать», — сказал доктор Бенджамин Стэпперс из Манчестерского университета, Великобритания, и координатор проекта MeerTRAP. «Не имеет большого значения, куда направлен телескоп, потому что они должны быть одинаковыми по всему небу». надеется находить от двух до пяти FRB в неделю с возможностью поиска как FRB, которые происходят только один раз, так и повторяющихся, поскольку телескопы будут регулярно возвращаться в одну и ту же часть неба.

»
‘В астрофизике не так часто встречаются новые явления, которые мы действительно не понимаем, и у нас есть возможность узнать что-то действительно новое’.
Dr Jason Hessels, Университет Амстердама, Нидерланды

Происхождение

Все эти данные должны помочь нам лучше понять происхождение FRB. «Один из способов выяснить, в чем их причина, — понять, где они происходят в галактике и в каких типах галактик они происходят», — сказал доктор Стапперс.

Астрономы также хотят выяснить, сколько существует типов FRB. Пока что известно, что некоторые из них повторяются, а некоторые нет, но сколько повторяется, пока неизвестно. Возможно, эти два типа формируются по-разному, поэтому обнаружение большего их количества может помочь нам лучше ответить на этот вопрос.

«Существует также вероятность того, что FRB также будут проходить через внешние области других галактик, лежащих вдоль луча зрения», — сказал доктор Стапперс. «Таким образом, вы можете использовать их, как фонарик, и посмотреть, что происходит со светом, когда он проходит через эти другие галактики. Вы можете узнать кое-что о природе этих промежуточных галактик».

Проект MeerTRAP также будет искать быстро вращающиеся нейтронные звезды, называемые пульсарами, чтобы лучше проверить наши теории гравитации. Если бы пульсар был обнаружен на орбите другой звезды или даже черной дыры, изменение его вращения могло бы рассказать нам больше о том, как работает гравитация на крайнем конце физики.

Однако в настоящее время заголовки привлекают внимание к FRB. Мы надеемся, что в скором времени у нас будет все больше и больше открытий, касающихся некоторых из их загадок.

«Поле действительно взрывается», — сказал доктор Хесселс, отметив, что к концу года мы можем узнать о более чем 1000. «Возможно, в ближайшие несколько лет у нас будет довольно хорошее представление о том, что их вызывает».

Исследование, описанное в этой статье, финансировалось Европейским исследовательским советом ЕС. Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею в социальных сетях.

Удивительные новые особенности загадочных быстрых радиовсплесков бросают вызов современному пониманию

0003

Университет Невады, Лас-Вегас
23 сентября 2022 г.

Художественная концепция сферического радиотелескопа с пятисотметровой апертурой (FAST) в Китае. Предоставлено: Jingchuan Yu

Быстрые радиовсплески — озадачивающая и углубляющаяся тайна

Международная группа ученых обнаружила эволюционирующую намагниченную среду и удивительное местонахождение источника быстрых радиовсплесков в дальнем космосе — наблюдения, которые бросают вызов нынешнему пониманию.

Быстрые радиовсплески (FRB) — это космические взрывы продолжительностью в миллисекунды, каждый из которых производит энергию, эквивалентную годовой выработке Солнца. Их запутанная природа продолжает удивлять ученых более чем через 15 лет после того, как были впервые обнаружены импульсы электромагнитных радиоволн в глубоком космосе. Теперь недавно опубликованные исследования только усугубляют окружающую их тайну.

Неожиданные новые наблюдения серии космических радиовсплесков международной группой ученых бросают вызов преобладающему пониманию физической природы и центрального двигателя FRB. Исследователи, в число которых входит астрофизик из Университета Невады в Лас-Вегасе (UNLV) Бинг Чжан, опубликовали свои выводы в выпуске журнала Nature от 21 сентября.

Сферический радиотелескоп с пятисотметровой апертурой (FAST) расположен в естественной нише в ландшафте Гуйчжоу, Китай. Это крупнейший в мире радиотелескоп с одной тарелкой диаметром 500 метров (1600 футов) и площадью приема, эквивалентной 30 футбольным полям. Ожидается, что FAST сохранит свой статус мирового класса в течение следующих 20–30 лет. Благодаря своей инновационной конструкции FAST преодолел 100-метровый инженерный предел для строительства телескопов и создал новый режим для создания больших радиотелескопов.

Космические наблюдения FRB были проведены в конце весны 2021 года с помощью массивного сферического радиотелескопа с пятисотметровой апертурой (FAST) в Китае. Команда обнаружила 1863 вспышки за 82 часа в течение 54 дней от активного источника быстрых радиовсплесков под названием FRB 20201124A. Ученых возглавляли Хэн Сюй, Кецзя Ли, Субо Дун из Пекинского университета и Вэйвэй Чжу из Национальной астрономической обсерватории Китая вместе с Чжаном.

«Это самая большая выборка данных FRB с информацией о поляризации из одного источника», — сказал Ли.

Недавние наблюдения быстрого радиовсплеска из нашего Млечного Пути

Млечный Путь — это галактика, которая содержит нашу Солнечную систему и названа в честь своего вида с Земли. Это спиральная галактика с перемычкой, которая содержит примерно 100-400 миллиардов звезд и имеет диаметр от 150 000 до 200 000 световых лет.

» data-gt-translate-attributes='[{«attribute»:»data-cmtooltip», «format»:»html»}]’>Галактика Млечный Путь указывает на то, что она возникла из магнитара, который является плотным, нейтронная звезда размером с город с невероятно мощным магнитным полем. С другой стороны, происхождение очень далеких космологических быстрых радиовсплесков остается неизвестным. И эти последние наблюдения заставляют ученых сомневаться в том, что они думали, что знали о них.

«Эти наблюдения вернули нас к чертежной доске», — сказал Чжан, который также является директором-основателем Астрофизического центра UNLV в Неваде. «Понятно, что FRB более загадочны, чем мы себе представляли. Для дальнейшего раскрытия природы этих объектов необходимы дополнительные многоволновые наблюдательные кампании».

Сферический радиотелескоп с пятисотметровой апертурой (FAST) по прозвищу Tianyan («Глаз неба/неба») представляет собой радиотелескоп, расположенный в котловине Даводан, природном бассейне в уезде Пинтан, Гуйчжоу, на юго-западе Китая. Он состоит из фиксированной тарелки диаметром 500 метров, построенной в естественной нише ландшафта. Это самый большой в мире радиотелескоп с заполненной апертурой и второй по величине одинарной апертурой после малозаполненного РАТАН-600 в России.

Что делает последние наблюдения удивительными для ученых, так это нерегулярные, кратковременные изменения так называемой «меры вращения Фарадея», по сути, силы магнитного поля и плотности частиц вблизи источника FRB. Вариации увеличивались и уменьшались в течение первых 36 дней наблюдений и внезапно прекратились в течение последних 18 дней, прежде чем источник погас.

«Я приравниваю это к съемке фильма об окружении источника FRB, и наш фильм показал сложную, динамично развивающуюся, намагниченную среду, которую раньше невозможно было представить», — сказал Чжан. «Такая среда прямо не ожидается для изолированного магнетара. Рядом с двигателем FRB может быть что-то еще, возможно, бинарный компаньон», — добавил Чжан.

Для наблюдения за родительской галактикой FRB группа астрономов также использовала 10-метровые телескопы Кека, расположенные в Мауна-Кеа на Гавайях. Чжан говорит, что молодые магнетары, как полагают, находятся в активных звездообразующих областях звездообразующей галактики, но оптическое изображение галактики-хозяина неожиданно показывает, что это богатая металлами спиральная галактика с перемычкой, такая как наш Млечный Путь. Местонахождение FRB находится в регионе, где нет значительной активности звездообразования.

«Это место не соответствует молодому центральному двигателю магнетара, образовавшемуся во время экстремального взрыва, такого как длительный гамма-всплеск или сверхяркая сверхновая, которые, по широко распространенному мнению, являются прародителями активных двигателей FRB», — сказал Донг.

Ссылка: «Источник быстрых радиовсплесков в сложном намагниченном месте в галактике с перемычкой» Х. Сюй, Дж. Р. Ниу, П. Чен, К. Дж. Ли, В. В. Чжу, С. Донг, Б. Чжан, Дж. К. Цзян, Б. Дж. Ван, Дж. В. Сюй, К. Ф. Чжан, Х. Фу, А. В. Филиппенко, Э. В. Пэн, Д. Дж. Чжоу, Ю. К. Чжан, П. Ван, Ю. Фэн, Ю. Ли, Т. Г. Бринк, Д. З. Ли, В. Лу, Ю. П. Ян, Р. Н. Кабальеро, К. Кай, М. З. Чен, З. Г. Дай, С. Г. Джорджовски, А. Эсамдин, Х. К. Ган, П. Гухатакурта, Дж. Л. Хан, Л. Ф. Хао, Ю. С. Хуанг, П. Цзян, К. К. Ли, Д. Ли, Х. Ли, XQ Li, ZX Li, ZY Liu, R. Luo, YP Men, CH Niu, WX Peng, L. Qian, LM Song, D. Stern, A. Stockton, JH Sun, FY Wang, M. Wang, N. Wang , WY Wang, XF Wu, S. Xiao, S.L. Xiong, YH Xu, RX Xu, J. Yang, X. Yang, R. Yao, QB Yi, YL Yue, DJ Yu, WF Yu, JP Yuan, BB Zhang, С. Б. Чжан, С. Н. Чжан, Ю. Чжао, В. К. Чжэн, Ю. Чжу и Дж. Х. Цзоу, 21 сентября 2022 г., стр. Природа .
DOI: 10.1038/s41586-022-05071-8

Исследование появилось 21 сентября в журнале Nature и включает 74 соавтора из 30 учреждений. Помимо UNLV, Пекинского университета и Национальной астрономической обсерватории Китая, сотрудничающие учреждения также включают Обсерваторию Пурпурной горы, Юньнаньский университет, Калифорнийский технологический институт в Беркли, Калифорнийский технологический институт, Принстонский университет

Ученые рассматривают причину быстрых радиовсплесков в космосе

Встроить
Поделиться

Ученые рассматривают причину быстрых радиовсплесков в космосе

от VOA

В настоящее время нет доступных медиа-источников

0:00
0:05:32
0:00

В 2007 году ученые из Университета Западной Вирджинии впервые зафиксировали необычный интенсивный всплеск радиоволн из космоса. С тех пор эти быстрые радиовсплески, или FRB, были загадкой для астрономов .

Они знали только, что FRB — это импульсов радиоволн, и что FRB исходят из мест внутри нашей галактики, Млечного Пути и других галактик.

Однако недавно исследователи идентифицировали FRB, впервые обнаруженный в 2019 году, с помощью крупнейшего в мире радиотелескопа с одной тарелкой под названием FAST. Он находится в провинции Гуйчжоу в Китае. Более подробно FRB изучался с помощью телескопа VLA в штате Нью-Мексико в США. FRB находится в очень маленькой галактике, которая находится на расстоянии почти 3 миллиардов световых лет от Земли. Световой год – это расстояние, которое свет проходит за один год.

Ученые считают, что экстремальные объекты могут испускать эти быстрые радиовсплески. Эти объекты могут включать в себя необычные виды звезд, такие как нейтронная звезда. Нейтронная звезда — это центр большой звезды в конце своего жизненного цикла, которая взрывается как сверхновая . Другой — магнетар, представляющий собой нейтронную звезду с очень сильным магнитным полем. И еще одна возможная причина FRB — черная дыра , пожирающая ближайшую звезду.

На этой рекламной фотографии, сделанной 24 августа 2016 г. и опубликованной 13 декабря 2020 г. Национальной астрономической обсерваторией Китайской академии наук (NAOC), показан 500-метровый сферический радиотелескоп (FAST) в китайской провинции Гуйчжоу.

Кейси Ло — астроном из Калифорнийского технологического института. Он был соавтором недавнего исследования 2019 года. FRB , который был опубликован в журнале Nature . Он сказал, что FRB — это быстрые вспышки радиоэнергии, которые включаются и выключаются всего за миллисекунду. Их можно наблюдать по всей Вселенной. Некоторые объекты производят бурю повторяющихся FRB, а некоторые вспыхивают только один раз.

FRB 2019 повторяется. Более слабые радиосигналы сохраняются между пакетами, поэтому кажется, что он всегда «включен». Большинство известных FRB, почти 500 из них, не повторяются.

Астрономы считают, что FRB, описанный в Природа исследование находится только в начале своей жизни. Он все еще окружен плотным материалом от взрыва сверхновой, породившего нейтронную звезду. Ученые подозревают, что повторяющиеся всплески исходят от более молодых FRB.

Ди Ли — главный научный сотрудник телескопа FAST и Китайской академии наук в Пекине. Он стал соавтором исследования Nature . Он сказал: «Мы по-прежнему называем быстрые радиовсплески космической загадкой , и это правильно».

На этом изображении из видеоанимации, предоставленном НАСА в ноябре 2020 года, показан мощный рентгеновский всплеск, извергающийся из магнетара — сверхнамагниченной версии звездного остатка, известного как нейтронная звезда. (Крис Смит (USRA)/НАСА/Центр космических полетов имени Годдарда через AP)

Хотя FRB до сих пор полностью не изучены, новый повторяющийся FRB может помочь ученым обнаружить причину радиовсплесков. Несколько лет назад ученые столкнулись с похожей загадкой с гамма-всплесками. В настоящее время считается, что эти события являются результатом гибели очень больших звезд или объединения нейтронных звезд или магнетаров в черную дыру.

Но исследователям еще многое предстоит узнать о FRB.

«Мы знаем все больше и больше о феномене , где живут источники, как часто они взрываются… Тем не менее, мы все еще гонимся за тем золотым измерением, которое даст нам окончательный ответ на то, что их вызывает», — сказал Ло.

Я Вера Пирло.

Уилл Данэм написал эту статью для Reuters. Фейт Пирло адаптировала его для изучения английского языка.

Викторина — Ученый рассмотрит причину быстрых радиовсплесков в космосе

Начать викторину, чтобы узнать

Начать викторину

_______________________________________________________________________

Слова в этой истории

астроном –n. ученый, изучающий звезды, планеты и объекты в космосе

пульс – сущ. кратковременное увеличение количества электричества, света или звука

световой год – н. расстояние, которое свет проходит за год, около 9,5 триллионов километров

сверхновая – н. звезда, которая взорвалась, сильно увеличив свою яркость в течение определенного периода времени

черная дыра – n . очень плотная область в космосе, где гравитационное притяжение настолько велико, что ничто, даже свет, не может вырваться наружу

космическое – прил . относящийся к вселенной или космическому пространству

явление – сущ. событие или интересное происшествие, которое можно наблюдать и изучать и которое нелегко объяснить или понять ясно, точно и вряд ли изменится

Что вы думаете о быстрых радиовсплесках? Ждем вашего ответа. Напишите нам в разделе комментариев.

Таинственные быстрые радиовсплески идут быстро и плотно, на благо астрономов Астрофизическая обсерватория в Каледене, Британская Колумбия, Канада. Андре Ренард/Associated Press

Постдокторант Массачусетского технологического института Даниэле Мичилли говорит, что это было прекрасное чувство, когда он просматривал данные с радиотелескопа и необычный всплеск радиосигналов из далекой галактики. поймал его взгляд.

«Представьте, что вы смотрите на сигнал, исходящий с расстояния в миллиард световых лет. Он объездил всю Вселенную и добрался до телескопа. Вы первый человек, увидевший это. И вы пытаетесь разгадать тайну, которая произошла за миллиард световых лет от нас», — сказал он в видеоинтервью в среду.

Глядя на данные, по его словам, он «был похож на Шерлока Холмса на месте преступления в другой галактике».

Реклама

Открытие трехсекундного «быстрого радиовсплеска», о котором недавно сообщили Мичилли и другие исследователи в журнале Nature, стало последним дополнением к растущему объему исследований таинственных радиовсплесков. сигналов, которые были обнаружены всего 15 лет назад.

Быстрые радиовсплески — это вспышки радиоволн, которые обычно длятся миллисекунды. Они настолько мощные, что их можно наблюдать за миллиарды световых лет от нас. (Световой год — это расстояние, которое свет может пройти за год, или около 6 триллионов миль.)

Однако после первого отчета в 2007 году отчеты других поступали медленно. По состоянию на 2019 год исследователи сообщили в обзоре. статье в The Astronomy and Astrophysics Review, было обнаружено менее сотни, хотя исследователи подсчитали, что обнаруживаемые вспышки происходят каждую минуту где-то в небе.

Исследователи получили большой импульс от Канадского эксперимента по картированию интенсивности водорода, революционно нового канадского радиотелескопа. CHIME, который начал работать в 2018 году, предназначен для улавливания радиоволн, излучаемых водородом на самых ранних этапах развития Вселенной. В то же время это отличный детектор быстрых радиовсплесков. По данным веб-сайта CHIME, к середине 2020 года было обнаружено более 1000 из них. «Такая высокая частота событий обещает значительный прогресс в этом загадочном новом астрофизическом явлении», — говорится на веб-сайте.

Реклама

Джейсон Хесселс, профессор Амстердамского университета и главный астроном Нидерландского института радиоастрономии, сказал, что CHIME «без сомнения» стал благом для радиоастрономов, изучающих быстрые радиовсплески.

«CHIME — самый успешный в мире телескоп для обнаружения новых быстрых радиовсплесков. Это потому, что он может сканировать небо в 1000 раз быстрее, чем большинство других телескопов, и потому что он подключен к гигантскому суперкомпьютеру, который может обрабатывать огромный поток данных почти в реальном времени», — сказал Хесселс, не связанный с CHIME.

Хесселс отметил, что есть и другие радиотелескопы, которые также изучают быстрые радиовсплески, в том числе телескоп ASKAP в Австралии и Европейская сеть VLBI (EVN), распределенный по всему миру набор телескопов, которые его команда использует для точного определения быстрых радиовсплесков.

Последнее открытие было результатом сотрудничества CHIME/FRB (Fast Radio Burst). Профессор Массачусетского технологического института Киёси Масуи является одним из участников сотрудничества, а Мичилли изучал данные CHIME в качестве одного из исследователей в группе Масуи.

Всплеск, обозначенный FRB 20191221A, является самым продолжительным быстрым радиовсплеском. По словам Массачусетского технологического института, с девятью регулярно расположенными пиками сигнала, разделенными примерно на 0,2 секунды, у него была самая четкая периодическая картина, обнаруженная на сегодняшний день.

Исследователи подозревают, что сигналы могут исходить либо от радиопульсара, либо от магнетара, двух типов нейтронных звезд, представляющих собой схлопнувшиеся ядра массивных звезд.

Реклама

Мичилли сказал, что сложно, но возможно использовать несколько телескопов для триангуляции и определения точки на небе, откуда исходят сигналы. На данный момент это было сделано примерно в 15 случаях, и было подтверждено, что выбросы исходили из других галактик.

CHIME, сказал он, планирует построить больше телескопов в Соединенных Штатах и Канаде, чтобы можно было обнаружить каждый из быстрых радиовсплесков — в настоящее время несколько в день.

Ученые хотят узнать больше в двух областях, сказал он. Они хотят знать, как возникают сигналы. «Это первая загадка, что их производит», — сказал Мичилли.

Они также хотят проанализировать искажения в радиосигналах, чтобы получить ключ к пониманию характеристик плазмы — газообразного скопления атомов и ионов в космосе — через которую проходили сигналы во время их невероятно долгого путешествия к Земле.

Анализ быстрых радиовсплесков может помочь исследователям «понять, из чего состоят эти, казалось бы, пустые пространства между галактиками», — сказала Эмили Петрофф, научный сотрудник Университета Макгилла и Амстердамского университета, участвующая в совместном проекте CHIME/FRB (Fast Radio Burst). управляющий делами.

По сути, сигналы могут быть «зондами для исследования Вселенной», — сказал Мичилли.