Астрономы обнаружили более дюжины новых импульсов радиоволн, исходящих из-за пределов нашей галактики, в том числе несколько всплесков, исходящих из одного и того же места на небе. Это всего лишь второй раз, когда мы обнаружили эти странные межгалактические вспышки, известные как быстрые радиовсплески, которые неоднократно происходят из одного места в космосе. Это открытие делает нас на один шаг ближе к выяснению, откуда берутся эти странные импульсы.
Сегодняшнее открытие, представленное в двух статьях в журнале Nature , волнует астрономов, потому что повторяющиеся быстрые радиовсплески, или FRB, позволяют астрономам делать многочисленные наблюдения, чтобы понять, откуда они берутся. Определение их межгалактического происхождения может помочь нам выяснить, какие объекты, вероятно, посылают нам эти возбужденные вспышки.
Большинство FRB были мгновенными вспышками в небе — по крайней мере, насколько нам известно. Эти взрывы радиоволн будут длиться всего миллисекунды, а затем исчезнут, чтобы их больше никогда не было видно. Похоже, что они происходят из какого-то невероятно отдаленного места во Вселенной — иногда на расстоянии миллиардов световых лет. Первый FRB был обнаружен в 2007 году, и с тех пор мы подтвердили 52 источника этих переходных всплесков. Но в 2015 году было сделано специальное открытие FRB, когда было обнаружено несколько вспышек, исходящих из одного места . Это дало возможность помочь найти его источник, и сегодняшний ФРБ дает ученым еще один шанс на достижение этой цели.
«Когда эти всплески случаются только один раз, очень трудно понять, что их создало», — рассказывает The Verge Черри Нг, радиоастроном из Университета Торонто и ведущий автор статьи о повторяющихся FRB . «Сейчас мы показываем, нет, по крайней мере, еще один повтор».
RB также служат инструментами для наблюдения за Вселенной . Чтобы добраться до нашей планеты, FRB проходят через обширные пространства. Это пространство не совсем пустое: есть крошечные кусочки материи, которые заполняют области между галактиками. И то, как выглядит FRB или его структура, может точно сказать астрономам, через сколько мусора он прошел на своем пути к Земле. «Эти FRB действительно являются единственным способом, которым мы можем исследовать межгалактическую среду», — говорит The Verge Шами Чаттерджи, астроном из Корнелльского университета, который нашел первый повторяющийся FRB, но не участвовал в этом новом исследовании . «И именно поэтому поиск большего количества FRB так интересен для нас».
Проблема, однако, в том, что обнаружение FRB было невероятной проблемой. Считается, что более 5000 ФРБ всплывает каждый день. Но мы никогда не знаем, когда — или где — они собираются ударить. «Это похоже на то, что вы находитесь в совершенно темной комнате, и вы окружены этими лампочками», — говорит Чаттерджи. «Они длятся миллисекунду, а затем исчезают». Часто найти кого-то — просто удача: смотреть в нужное место в нужное время с помощью радиотелескопа.
В прошлом году в Канаде появилось новое предприятие под названием CHIME, которое частично разработано для FRB. Он состоит из четырех длинных полутрубных тарелок, но в отличие от других радиотелескопов, CHIME не может указывать. Это означает, что эти блюда наблюдают один и тот же участок неба каждый день. (По мере того как Земля вращается, звезды и галактики в этом патче меняются, но это все еще относительно ограниченная область.) Надежда состоит в том, что эта последовательность позволит CHIME ловить несколько FRB.
Однако была некоторая обеспокоенность тем, что CHIME может не увидеть эти вспышки, потому что объект ищет волны на более низких частотах — или радиоволны, которые расположены дальше друг от друга. А FRB немного сложнее увидеть на низких частотах. Когда они проходят через Вселенную, все, что они пересекают, заглатывает волны. В результате низкочастотные волны рассеиваются из сигнала или поглощаются веществом, скрывающимся между галактиками. «Люди были обеспокоены тем, что все эти импульсы исчезнут из существования», — говорит Чаттерджи.
Но в период с июля по октябрь 2018 года — до того, как он заработал на полную мощность — CHIME обнаружил 13 различных FRB, а также шесть из одного места. Пока он проводил эти наблюдения, новые детали все еще устанавливались на детектор, и вся система находилась в процессе калибровки. Ученые включали и выключали систему, чтобы посмотреть, работает ли она, и этого было достаточно, чтобы ловить FRB. Обнаружение повторяющегося взрыва так быстро, до того, как телескоп заработал на полную мощность, предполагает, что они должны быть распространены. «Есть хороший шанс, что их гораздо больше», — говорит Нг.
Теперь, когда найден второй повторяющийся FRB, многие астрономы задаются вопросом, существуют ли два разных типа этих всплесков: повторяющиеся и нет. Например, второй повторяющийся пакет очень похож на первый, говорит Нг. Но только два наблюдения означают, что слишком рано устанавливать правила, и возможно, что FRB, которые мы наблюдали в других местах, тоже повторяются, и мы просто пропустили это.
Все, что вызывает эти взрывы, должно быть невероятно интенсивным. По словам Чаттерджи, каждый FRB имеет примерно в 25 миллионов раз больше энергии, чем наше Солнце, упакованное всего за миллисекунду. «И это поразительно», — говорит он. «Что же выделяет столько энергии?». Популярная идея заключается в том, что эти вспышки исходят от какого-то сверхплотного объекта, такого как черная дыра. Многие думают, что они могут происходить от особого типа звезды трупа, известной как магнитар, который обладает очень сильным магнитным полем.
Чтобы выяснить, откуда они берутся, мы должны смотреть одну вспышку снова и снова. Вот так Чаттерджи и его команда нашли источник первой повторяющейся FRB: карликовой галактики на расстоянии 3 миллиардов световых лет . Теперь Нг и ее команда надеются сделать то же самое с этим новым, и они хотят, чтобы другие более мощные средства радиосвязи также помогли, наблюдая за ним. У них уже есть хорошее представление о том, откуда это исходит в космосе. «Мы это хорошо знаем, но недостаточно, чтобы сказать, какая галактика», — говорит она.
Нг сообщает только шесть повторяющихся всплесков в газете, но она говорит, что они действительно нашли еще несколько с момента написания исследования. И с каждым новым, который они находят, чем больше мы узнаем о том, через что прошли эти FRB, чтобы добраться до нас. Каждый из них проливает свет на структуру нашей Вселенной. «Они убедительно продемонстрировали, что обнаружат целую серию FRB», — говорит Чаттерджи. «Это просто отличная новость, потому что чем больше у нас будет FRB, тем лучше мы сможем начать составлять карту межгалактической среды».
