|
Происхождение устойчивых быстрых радиовсплесков
|
|
|
|
Быстрые радиовсплески (FRB) являются одной из самых последних открытых загадок современной астрофизики. В течение нескольких миллисекунд эти мощные события высвобождают огромное количество энергии, что является одним из самых высоких показателей, наблюдаемых в космических явлениях.
|
|
|
|
FRB были обнаружены чуть более десяти лет назад и в основном происходят из внегалактических источников. Однако их происхождение все еще остается неопределенным, и астрофизическое сообщество по всему миру прилагает огромные усилия, чтобы понять физические процессы, стоящие за ними.
|
|
|
|
В очень редких случаях быстрая вспышка, характерная для FRB, совпадает с постоянным излучением, которое также наблюдается в радиодиапазоне. Новое исследование, проведенное Итальянским национальным институтом астрофизики (INAF), зафиксировало самое слабое постоянное радиоизлучение, когда-либо обнаруженное для FRB.
|
|
|
|
Предметом исследования является FRB20201124A, быстрый радиовсплеск, обнаруженный в 2020 году, источник которого находится на расстоянии около 1,3 миллиарда световых лет от нас. Наряду с исследователями INAF в сотрудничестве участвуют университеты Болоньи, Триеста и Калабрии в Италии, а также международные исследовательские институты и университеты Китая, Соединенных Штатов, Испании и Германии.
|
|
|
Наблюдения проводились с помощью самого чувствительного в мире радиотелескопа Very Large Array (VLA) в Соединенных Штатах. Полученные данные позволили ученым подтвердить теоретическое предположение о том, что источником постоянного радиоизлучения в виде быстрых радиовсплесков является плазменный пузырь. Результаты исследования опубликованы сегодня в журнале Nature.
|
|
|
|
"С помощью наблюдений мы смогли продемонстрировать, что постоянное излучение, наблюдаемое наряду с некоторыми быстрыми радиовсплесками, ведет себя так, как и ожидалось в соответствии с моделью небулярного излучения, то есть представляет собой "пузырь" ионизированного газа, окружающий центральный двигатель", - объясняет Габриэле Бруни, исследователь INAF в Риме и ведущий автор новой статьи.
|
|
|
|
"В частности, благодаря радионаблюдениям за одним из ближайших к нам всплесков мы смогли измерить слабое постоянное излучение, исходящее из того же места, что и FRB, расширив диапазон радиопотоков, исследованный до сих пор для этих объектов, на два порядка".
|
|
|
|
Это исследование также помогает выяснить природу двигателя, приводящего в действие эти таинственные радиовспышки. Согласно новым данным, в основе этого явления лежит магнетар (сильно намагниченная нейтронная звезда) или рентгеновская двойная система с высокой степенью аккреции, то есть двойная система, состоящая из нейтронной звезды или черной дыры, которые с очень высокой скоростью накапливают материал от звезды-компаньона.
|
|
|
|
Фактически, ветры, создаваемые магнетаром или двойной рентгеновской системой, могли бы "сдуть" плазменный пузырь, что привело бы к постоянному радиоизлучению. Таким образом, существует прямая физическая связь между двигателем FRBs и пузырем, который находится в непосредственной близости от него.
|
|
|
|
Поводом для проведения этой кампании по наблюдению послужила другая работа, проведенная Луиджи Пиро из INAF, который также является соавтором новой статьи. В своей предыдущей работе исследователи определили постоянное излучение в галактике-хозяине этого FRB, но они еще не измерили положение с достаточной точностью, чтобы связать эти два явления.
|
|
|
|
"В этой новой работе мы провели исследование с более высоким пространственным разрешением с помощью VLA, а также наблюдения в разных диапазонах с помощью интерферометра NOEMA и канарского телескопа GranTeCan, что позволило нам восстановить общую картину галактики и обнаружить присутствие компактного радиоисточника — FRB плазменный пузырь, погруженный в область звездообразования", — добавляет Пиро.
|
|
|
|
- Тем временем была опубликована теоретическая модель туманности, что позволило нам проверить ее достоверность и, наконец, подтвердить саму модель".
|
|
|
|
Большая часть работы была сосредоточена на исключении того факта, что постоянное радиоизлучение исходит из области звездообразования и, следовательно, физически не связано с источником FRB. С этой целью наблюдения NOEMA в миллиметровом диапазоне измерили количество пыли, которая является индикатором "затемненных" областей звездообразования, в то время как оптические наблюдения GranTeCan измерили излучение ионизированного водорода, которое также является индикатором скорости звездообразования.
|
|
|
|
"Оптические наблюдения были важным элементом для изучения области FRB с пространственным разрешением, аналогичным разрешению радионаблюдений", - отмечает соавтор Элиана Палацци из INAF в Болонье. "Картографирование выбросов водорода с таким высоким уровнем детализации позволило нам определить скорость местного звездообразования, которая, как мы обнаружили, была слишком низкой, чтобы оправдать непрерывное радиоизлучение".
|
|
|
|
Большинство FRB не демонстрируют постоянного излучения. До сих пор этот тип излучения был связан только с двумя FRB — однако оба они имели настолько низкую яркость, что не позволяли проверить предложенную модель.
|
|
|
|
FRB20201124A, напротив, расположен на большом, но не чрезмерном расстоянии, что позволило измерить постоянное излучение, несмотря на его низкую яркость. Понимание природы постоянных выбросов позволяет исследователям добавить кусочек к загадке о природе этих таинственных космических источников.
|
|
|
|
Источник
|
