Астрономы открыли новые и загадочные особенности таинственных быстрых радиовсплесков

Новое исследование международной группы ученых показывает развивающуюся, намагниченную среду и удивительное местоположение источника быстрых радиовсплесков в глубоком космосе - наблюдения, которые не поддаются современному пониманию.

Быстрые радиовсплески (БРВ) - это космические взрывы длительностью в миллисекунды, каждый из которых выделяет энергию, эквивалентную годовой выработке Солнца. Спустя более 15 лет после того, как были впервые обнаружены импульсы электромагнитных радиоволн в глубоком космосе, их загадочная природа продолжает удивлять ученых, а недавно опубликованные исследования только углубляют окружающую их тайну.

В выпуске журнала Nature от 21 сентября неожиданные новые наблюдения серии космических радиовсплесков, проведенные международной группой ученых, включая астрофизика Бинга Чжана из Университета Южной Калифорнии, бросают вызов преобладающему пониманию физической природы и центрального двигателя FRBs.

Наблюдения космических FRB были проведены в конце весны 2021 года с помощью массивного сферического радиотелескопа с пятисотметровой апертурой (FAST) в Китае. Команда, возглавляемая Хэн Сю, Кеджиа Ли, Субо Донг из Пекинского университета и Вэйвэй Жу из Национальных астрономических обсерваторий Китая вместе с Чжаном, обнаружила 1 863 всплеска за 82 часа в течение 54 дней от активного источника быстрых радиовсплесков под названием FRB 20201124A.

"Это самая большая выборка данных FRB с поляризационной информацией из одного источника", - говорит Ли.

Недавние наблюдения за быстрым радиовсплеском из нашей галактики Млечный Путь позволяют предположить, что он произошел от магнетара, который представляет собой плотную нейтронную звезду размером с город с невероятно мощным магнитным полем. С другой стороны, происхождение очень далеких космологических быстрых радиовсплесков остается неизвестным. И последние наблюдения заставляют ученых усомниться в том, что они думали, что знали о них.

"Эти наблюдения вернули нас к самому началу", - сказал Чжан, который также является директором-основателем Невадского центра астрофизики при университете UNLV. Ясно, что FRBs более загадочны, чем то, что мы себе представляли". Для дальнейшего раскрытия природы этих объектов необходимо проводить больше многоволновых наблюдательных экспериментов".

Что делает последние наблюдения удивительными для ученых, так это нерегулярные, кратковременные вариации так называемой "меры вращения Фарадея", по сути, силы магнитного поля и плотности частиц вблизи источника FRB. Вариации то увеличивались, то уменьшались в течение первых 36 дней наблюдений и внезапно прекратились в последние 18 дней перед затуханием источника.

"Я приравниваю это к киносъемке окрестностей источника FRB, и наш фильм показал сложную, динамически развивающуюся, намагниченную среду, которую раньше невозможно было представить", - сказал Чжан. "Такая среда не является прямо ожидаемой для изолированного магнетара. Вблизи источника FRB может находиться что-то еще, возможно, бинарный компаньон", - добавил Чжан.

Для наблюдения за галактикой-хозяином FRB команда также использовала 10-метровые телескопы Keck, расположенные на Мауна-Кеа на Гавайях. Чжан говорит, что считается, что молодые магнетары находятся в активных звездообразующих областях звездообразующих галактик, но оптическое изображение галактики-хозяина неожиданно показало, что это богатая металлами барраярская спиральная галактика, подобная нашему Млечному Пути. Местонахождение FRB находится в области, где нет значительной звездообразующей активности.

"Такое расположение не соответствует молодому центральному двигателю магнетара, сформировавшемуся во время экстремального взрыва, такого как длинный гамма-всплеск или сверхсветящаяся сверхновая, широко предполагаемые прародители активных источников FRB", - сказал Донг.