Недавно обнаруженный быстрый радиовсплеск обладает некоторыми уникальными свойствами, которые одновременно дают астрономам важную информацию о том, что может вызвать эти загадочные астрономические явления, и одновременно ставят под сомнение одну из немногих вещей, которые, по мнению ученых, они знали об этих мощных вспышках, как описываем мои коллеги и я. в новом исследовании в Nature от 8 июня 2022 года.

Быстрые радиовсплески, или FRB, — это 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 их становится больше .

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, заставляет весь свет, включая радиоволны , замедляться, 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.

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 особенность FRB190520, заключающаяся в том, что это один из 24 повторяющихся FRB, и он повторяется гораздо чаще, чем другие, производя 75 всплесков за шесть месяцев в 2020 году.

Затем наша команда использовала радиотелескоп Very Large Array в Нью-Мексико для дальнейшего изучения этого FRB и успешно определила 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, откуда пришел FRB190520. 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.

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 постоянные радиосигналы, какие условия их вызывают и отвечает ли то же явление, которое создает FRB, за излучение постоянного радиосигнала.

И огромная загадка, почему рассеивание FRB190520 оказалось 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, используя множество 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.