Новый проект позволяет ученым отслеживать загадочные быстрые радиовсплески в режиме реального времени

В долине Оканаган, недалеко от Пентиктона, Британская Колумбия, расположена массивная радиообсерватория, предназначенная для наблюдения за космическими радиоявлениями.

Она называется Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) и представляет собой цилиндрический параболический радиотелескоп, похожий на то, что сноубордисты называют "хаф-пайп". Этот комплекс является частью Радиоастрофизической обсерватории Доминиона (DRAO), которую курирует Национальный исследовательский совет (NRC).

Первоначально обсерватория предназначалась для обнаружения радиоволн от нейтрального водородного газа в ранней Вселенной. Сегодня она используется для других целей, таких как обнаружение и изучение быстрых радиовсплесков (БРВ).

С момента начала работы CHIME ученые занимаются сортировкой терабайтов данных, чтобы точно определить сигналы, часто обнаруживая несколько сигналов за один день. Для помощи в обработке данных и координации усилий CHIME с другими установками по всему миру ученые из Университета Макгилла разработали новую систему обмена огромным объемом данных, генерируемых CHIME.

Первый FRB, знаменитый Лоримеровский взрыв, был обнаружен в 2007 году астрономом Университета Западной Вирджинии Дунканом Лоримером и его коллегами с помощью радиотелескопа Паркес. С тех пор эти скоротечные радиоимпульсы, которые часто длятся всего миллисекунды, являются источником загадок и интриг для астрономов.

До начала работы CHIME в 2018 году астрономы обнаружили всего несколько десятков FRB. С тех пор CHIME помог обнаружить более 1000 сигналов!

Несмотря на растущий объем наблюдений, до сих пор не утихают споры о причинах этих явлений.

Отчасти эффективность CHIME заключается в том, что в нем нет движущихся частей, а вместо этого он полагается на вращение Земли для ежедневного наблюдения за широкими участками северного неба.

В сочетании с огромным полем зрения и диапазоном частот CHIME является почти идеальным инструментом для поиска и изучения FRBs. Но такая хорошая приспособленность к изучению FRBs влечет за собой большую ответственность и тяжелую работу.

Ежедневные наблюдения CHIME могут давать до терабайта необработанных данных в день, что требует небольшой армии исследователей и больших вычислительных мощностей для анализа потенциальных сигналов.

Более того, поскольку большинство FRB длятся всего несколько миллисекунд и не повторяются, другим обсерваториям очень сложно настраивать свои приборы на источник до того, как он исчезнет. Но благодаря новой системе обмена данными, ключевые детали о каждом FRB могут быть отправлены в обсерватории по всему миру в режиме реального времени.

Эта система известна как CHIME/FRB VOEvent Service, которая была разработана учеными из Университета Макгилла (Монреаль, Квебек).

Система опирается на стандартизированный язык Virtual Observatory Event (VOEvent), используемый с 2006 года для сообщения о переходных астрономических событиях, таких как сверхновые, гравитационное микролинзирование и гамма-всплески (GRBs). Эндрю Званига, научный сотрудник физического факультета Макгилла, был ведущим разработчиком службы обмена данными.

Как он заявил в пресс-релизе McGill Newsroom, сервис CHIME/FRB позволит астрономам настраивать свои приборы на источники FRBs и собирать дополнительные подсказки, которые помогут разгадать тайну FRBs.

"Огромный объем данных, который генерирует CHIME/FRB, и большое количество новых FRB, которые он обнаруживает каждый день, - это как золотая жила для сообщества, которое стремится направить все существующие телескопы на следующий FRB", - сказал он.

Эта система соответствует одному из самых больших преимуществ, которыми сегодня располагают астрономы: значительно улучшенному обмену информацией между объектами по всему миру. Она также представляет собой ключевой шаг к мобилизации ресурсов международного исследовательского сообщества, чтобы данные, полученные в рамках проекта CHIME/FRB, могли быть полностью использованы.

Это также соответствует цели команды проекта CHIME/FRB - сделать все данные CHIMA общедоступными, чтобы другие обсерватории могли проводить последующие исследования с минимальными задержками.

Эмили Петрофф, постдокторант кафедры физики в МакГилле, сыграла ключевую роль в доработке системы оповещения перед ее публичным выпуском. Как она резюмировала, помощь международного сообщества значительно продвинет науку о CHIME.

"С тех пор как CHIME/FRB начал работать в 2018 году, по количеству поступающих данных это было похоже на питье из пожарного шланга", - сказала она. "Мы просто не можем извлечь из этого всю науку; нам нужна помощь всего мира".

Разработчики сервиса CHIME/FRB VOEvent Service подчеркивают, что любой человек, имеющий доступ к телескопу, который может навестись на Северную точку, сможет воспользоваться оповещениями для проведения последующих наблюдений FRB, обнаруженных CHIME.

"Мы подготовили учебные пособия и подробную документацию для новых и опытных пользователей VOEvents, чтобы они могли быстро начать работу", - сказал Званига. "Мы приглашаем сообщество оставлять комментарии и вопросы по VOEvents на нашей публичной странице GitHub сообщества CHIME/FRB".