|
Решение загадочных быстрых радиовсплесков
|
|
|
|
Быстрые радиовсплески — интенсивные вспышки радиоизлучения из космоса продолжительностью в миллисекунды — озадачивают астрономов с тех пор, как они были впервые обнаружены в 2007 году. Одиночный всплеск может излучать за свою короткую жизнь столько же энергии, сколько Солнце излучает за несколько дней. Подавляющее большинство короткоживущих импульсов возникает за пределами нашей галактики Млечный Путь. Мы не знаем, что производит большинство из них и как.
|
|
|
|
В новом исследовании, опубликованном в журнале Science, мы наблюдали повторяющийся быстрый радиовсплеск в течение более года и обнаружили признаки того, что он окружен сильным, но сильно изменчивым магнитным полем. Наши результаты показывают, что источником этого космического взрыва может быть двойная система, состоящая из нейтронной звезды, вращающейся сквозь ветры плотной намагниченной плазмы, произведенной массивной звездой-компаньоном или даже черной дырой.
|
|
|
Повторяющийся всплеск, известный как FRB 20190520B, был обнаружен в 2022 году астрономами на Сферическом радиотелескопе с пятисотметровой апертурой (FAST) в Китае. Повторяющиеся быстрые радиовсплески редки, но FRB 20190520B — самый редкий из всех: он единственный, который никогда не отдыхает, производя радиовсплески несколько раз в час, иногда на нескольких радиочастотах. После того, как этот интригующий объект был впервые обнаружен, астрономы поспешили продолжить первоначальные наблюдения с использованием других радиоволн.
|
|
|
|
Дальнейшее исследование показало, что FRB 20190520B находится в чрезвычайно плотной среде в карликовой галактике на расстоянии 3,9 миллиарда световых лет. Есть также материалы, окружающие источник FRB, которые производят сильные, устойчивые радиоизлучения. Это привело к предположению, что источником вспышки является молодая нейтронная звезда в сложной среде.
|
|
|
|
Что еще мы можем узнать об этой межгалактической петарде и ее окружении? Мы провели наблюдения FRB 20190520B с помощью радиотелескопа CSIRO Parkes, Murriyang, в Новом Южном Уэльсе, и телескопа Green Bank в США.
|
|
|
|
К нашему удивлению, оказалось, что FRB 20190520B производит сильные сигналы на относительно высоких радиочастотах. Эти высокочастотные сигналы оказались сильно поляризованными, а это значит, что электромагнитные волны «колеблются» гораздо сильнее в одном направлении, чем в другом.
|
|
|
|
Мы обнаружили, что направление этой поляризации меняется на разных частотах. Измерение степени его изменения говорит нам о силе магнитного поля, через которое прошел сигнал.
|
|
|
|
Как оказалось, эта мера поляризации предполагает, что среда вокруг FRB 20190520B сильно намагничена. Более того, сила магнитного поля, по-видимому, менялась в течение 16 месяцев, пока мы наблюдали за источником, и даже дважды полностью меняла направление. Такое изменение направления магнитного поля вокруг быстрого радиовсплеска никогда ранее не наблюдалось.
|
|
|
|
Что это говорит нам о FRB 20190520B? Наиболее популярные теории, объясняющие недавние наблюдения повторяющихся быстрых радиовсплесков, включают двойные системы, состоящие из нейтронной звезды и либо другой массивной звезды, либо черной дыры.
|
|
|
|
Хотя мы пока не можем исключать другие гипотезы, наши результаты говорят в пользу сценария с массивной звездой.
|
|
|
|
Известно, что массивные звезды имеют сильные звездные ветры с организованными магнитными полями вокруг них. Если бы источник всплесков двигался в области звездного ветра и из нее по мере движения по своей орбите, можно было бы ожидать, что наблюдаемое направление магнитного поля изменится на противоположное. Масштаб времени инверсии магнитного поля, измеренная изменчивость кажущейся напряженности поля и плотная плазма, окружающая источник всплеска, вписываются в эту картину.
|
|
|
|
Наши наблюдения могут предоставить важные доказательства в поддержку гипотезы о том, что у источников повторяющихся быстрых радиовсплесков есть массивный компаньон, способный производить сильно намагниченную плазму.
|
|
|
|
Что еще более важно, бинарная гипотеза дает нам прогноз на будущее. Если это правильно, изменения поляризации радиосигналов от FRB 20190520B должны увеличиваться и уменьшаться в течение более длительных периодов времени. Так что будем смотреть. Будущие наблюдения с помощью Murriyang и телескопа Green Bank покажут, действительно ли FRB 20190520B находится в двойной системе, или же Вселенная снова нас удивит.
|
|
|
|
Источник
|
