|
Формирование загадочных быстрых радиовсплесков
|
|
|
|
Спустя более 15 лет после открытия быстрых радиовсплесков (FRB) — космических взрывов электромагнитного излучения в дальнем космосе продолжительностью в миллисекунды — астрономы всего мира прочесывают Вселенную, чтобы найти ключи к разгадке того, как и почему они образуются. Почти все идентифицированные FRB возникли в глубоком космосе за пределами нашей галактики Млечный Путь. Так было до апреля 2020 года, когда был обнаружен первый Галактический FRB, названный FRB 20200428. Этот FRB был произведен магнитаром (SGR J1935+2154), плотной нейтронной звездой размером с город с невероятно мощным магнитным полем. Это новаторское открытие заставило некоторых поверить в то, что FRB, идентифицированные на космологических расстояниях за пределами нашей галактики, также могут быть созданы магнетарами. Однако дымящийся пистолет для такого сценария, период вращения из-за вращения магнетара, до сих пор избегал обнаружения. Новое исследование SGR J1935+2154 проливает свет на это любопытное несоответствие.
|
|
|
|
В выпуске журнала Science Advances от 28 июля международная группа ученых, в том числе астрофизик UNLV Бинг Чжан, сообщает о продолжающемся мониторинге SGR J1935+2154 после FRB в апреле 2020 года и об открытии другого космологического явления, известного как радиопульсар. этап через пять месяцев.
Разгадка космологической загадки Чтобы помочь им в поисках ответов, астрономы частично полагаются на мощные радиотелескопы, такие как массивный сферический радиотелескоп с пятисотметровой апертурой (FAST) в Китае, для отслеживания FRB и другой активности в дальнем космосе. Используя FAST, астрономы заметили, что FRB 20200428 и более поздняя фаза пульсара произошли из разных областей в пределах области видимости магнитара, что намекает на различное происхождение. «FAST обнаружил 795 импульсов за 16,5 часов в течение 13 дней от источника», — сказал Вэйвэй Чжу, ведущий автор статьи из Национальной астрономической обсерватории Китая (NAOC). «Эти импульсы демонстрируют различные наблюдаемые свойства по сравнению со всплесками, наблюдаемыми из источника».
|
|
|
|
|
Эта дихотомия в режимах излучения из области магнитосферы помогает астрономам понять, как — и где — FRB и связанные с ними явления происходят в нашей галактике и, возможно, также на более далеких космологических расстояниях. Радиоимпульсы — это космические электромагнитные взрывы, похожие на FRB, но обычно излучающие яркость примерно на 10 порядков меньше, чем FRB. Импульсы обычно наблюдаются не у магнетаров, а у других вращающихся нейтронных звезд, известных как пульсары. По словам Чжана, соответствующего автора статьи и директора Центра астрофизики в Неваде, большинство магнитаров большую часть времени не излучают радиоимпульсы, вероятно, из-за их чрезвычайно сильных магнитных полей. Но, как и в случае с SGR J1935+2154, некоторые из них становятся временными радиопульсарами после всплесков активности. Еще одна черта, которая отличает всплески и импульсы, - это их «фазы» излучения, то есть временное окно, в котором радиоизлучение излучается в каждом периоде излучения.
|
|
|
|
«Как и импульсы в радиопульсарах, импульсы магнетара излучаются в пределах узкого фазового окна в пределах периода», — сказал Чжан. «Это хорошо известный эффект «маяка», а именно, луч излучения проходит луч зрения один раз за период и только в течение короткого промежутка времени в каждом периоде. Тогда можно наблюдать импульсное радиоизлучение». Чжан сказал, что всплески FRB в апреле 2020 года и несколько более поздних менее энергичных всплесков были испущены в случайных фазах, не входящих в окно импульса, идентифицированное в фазе пульсара. «Это убедительно свидетельствует о том, что импульсы и всплески происходят из разных мест в магнитосфере магнитара, что предполагает, возможно, разные механизмы излучения между импульсами и всплесками», — сказал он. Такое подробное наблюдение за галактическим источником FRB проливает свет на загадочные FRB, преобладающие на космологических расстояниях.
|
|
|
|
Было замечено, что многие источники космологических FRB, происходящих за пределами нашей галактики, повторяются. В некоторых случаях FAST обнаружил тысячи повторяющихся всплесков из нескольких источников. Глубокие поиски периодичности на уровне секунд проводились с использованием этих всплесков в прошлом, и до сих пор период не был обнаружен. По словам Чжана, это ставит под сомнение популярную идею о том, что в прошлом повторяющиеся FRB приводились в действие магнетарами. «Наше открытие, что всплески, как правило, генерируются в случайных фазах, дает естественную интерпретацию необнаружения периодичности повторяющихся FRB», — сказал он. «По неизвестным причинам всплески, как правило, излучаются магнитаром во всех направлениях, что делает невозможным определение периодов от источников FRB».
|
|
|
|
Источник
|
