|
Странная вспышка больше года ставила астрономов в тупик
|
|
|
|
Около полудня 13 июня прошлого года мы с коллегами осматривали небо, когда нам показалось, что мы обнаружили в космосе странный и захватывающий новый объект. Используя огромный радиотелескоп, мы заметили невероятно быструю вспышку радиоволн, которая, по-видимому, исходила откуда-то из глубины нашей галактики.
|
|
|
|
После года исследований и анализа мы, наконец, определили источник сигнала — и он оказался даже ближе к нашему дому, чем мы когда-либо ожидали.
|
|
Сюрприз в пустыне
|
|
|
|
Наш прибор был установлен в Иньярриманха Ильгари Бундара, также известной как радиоастрономическая обсерватория Мерчисона, в отдаленной Западной Австралии, где небо над красными пустынными равнинами огромно и величественно.
|
|
|
|
Мы использовали новый детектор на радиотелескопе, известном как Australian Square Kilometer Array Pathfinder, или ASKAP, для поиска редких мерцающих сигналов от далеких галактик, называемых быстрыми радиовсплесками.
|
|
|
|
Мы обнаружили вспышку. Удивительно, но он не выявил никаких признаков временной задержки между высокими и низкими частотами — явления, известного как "дисперсия".
|
|
|
|
|
|
|
Это означает, что он, должно быть, возник на расстоянии нескольких сотен световых лет от Земли. Другими словами, он, должно быть, пришел изнутри нашей галактики — в отличие от других быстрых радиовсплесков, которые происходят с расстояния в миллиарды световых лет.
|
|
Возникает проблема
|
|
|
|
Быстрые радиовсплески — это самые яркие радиовспышки во Вселенной, которые менее чем за миллисекунду излучают солнечную энергию, накопленную за 30 лет, и у нас есть только намеки на то, как они образуются.
|
|
|
|
Некоторые теории предполагают, что они образуются "магнетарами" — сильно намагниченными ядрами массивных мертвых звезд — или возникают в результате космических столкновений между этими остатками мертвых звезд. Независимо от того, как они возникают, быстрые радиовсплески также являются точным инструментом для определения так называемой "недостающей материи" в нашей Вселенной.
|
|
|
|
Когда мы вернулись к нашим записям, чтобы поближе рассмотреть радиовсплеск, нас ждал сюрприз: сигнал, казалось, исчез. Прошло два месяца проб и ошибок, пока проблема не была обнаружена.
|
|
|
|
ASKAP состоит из 36 антенн, которые могут быть объединены в один гигантский зум-объектив диаметром шесть километров. Как и в случае с зум-объективом фотоаппарата, если вы попытаетесь сфотографировать что-то слишком близко, изображение получится размытым. Только исключив из анализа некоторые антенны, искусственно уменьшив размер нашей "линзы", мы, наконец, получили изображение вспышки.
|
|
|
|
Мы не были в восторге от этого — на самом деле, мы были разочарованы. Астрономический сигнал не мог быть достаточно близко, чтобы вызвать такое размытие.
|
|
|
|
Это означало, что, вероятно, это были просто радиочастотные "помехи" - астрономический термин, обозначающий сигналы, созданные человеком, которые искажают наши данные.
|
|
|
|
Обычно мы выбрасываем ненужные данные.
|
|
|
|
И все же вспышка нас заинтриговала. Во-первых, эта вспышка была быстрой. Самый быстрый из известных радиовсплесков длился около 10 миллионных долей секунды. Этот всплеск состоял из чрезвычайно яркого импульса, длившегося несколько миллиардных долей секунды, и двух более тусклых последующих импульсов общей продолжительностью 30 наносекунд.
|
|
|
|
Так откуда же взялась эта удивительно короткая и яркая вспышка?
|
|
|
|
Зомби в космосе?
|
|
|
|
Мы уже знали направление, откуда он исходил, и смогли использовать размытость изображения, чтобы оценить расстояние в 4500 км. И в том направлении, на таком расстоянии, в то время был только один объект — заброшенный спутник 60-летней давности под названием Relay 2.
|
|
|
|
Relay 2 был одним из первых в истории телекоммуникационных спутников. Запущенный Соединенными Штатами в 1964 году, он эксплуатировался до 1965 года, а к 1967 году его бортовые системы вышли из строя.
|
|
|
|
Но как могло случиться, что ретранслятор-2 вызвал этот всплеск?
|
|
|
|
Было замечено, что некоторые спутники, считавшиеся мертвыми, вновь пробудились. Они известны как "спутники-зомби".
|
|
|
|
Но это был не зомби. Ни одна система на борту "ретранслятора-2" никогда не была способна генерировать наносекундный всплеск радиоволн, даже когда он был жив.
|
|
|
|
Мы считаем, что наиболее вероятной причиной был "электростатический разряд". Поскольку спутники подвергаются воздействию электрически заряженных газов в космосе, известных как плазма, они могут заряжаться — точно так же, как когда ваши ноги трутся о ковер. И этот накопленный заряд может внезапно разрядиться, а возникающая в результате искра вызовет вспышку радиоволн.
|
|
|
|
Электростатические разряды - обычное явление, и, как известно, они могут привести к повреждению космических аппаратов. Тем не менее, все известные электростатические разряды длятся в тысячи раз дольше, чем наш сигнал, и чаще всего происходят, когда магнитосфера Земли очень активна. А наша магнитосфера была необычно спокойной во время подачи сигнала.
|
|
|
|
Другой возможностью является столкновение с микрометеороидом — крошечным кусочком космического мусора — подобным тому, который был зафиксирован космическим телескопом Джеймса Уэбба в июне 2022 года.
|
|
|
|
Согласно нашим расчетам, микрометеороид весом 22 микрограмма, летящий со скоростью 20 км в секунду или более и попавший в ретранслятор 2, мог бы вызвать такую сильную вспышку радиоволн. Но мы оцениваем вероятность того, что обнаруженный нами наносекундный всплеск был вызван таким событием, примерно в 1%.
|
|
В небе еще много искр
|
|
|
|
В конечном счете, мы не можем быть уверены, почему мы увидели этот сигнал от ретранслятора 2. Однако мы знаем, как увидеть больше из них. При просмотре на временном интервале в 13,8 миллисекунд — эквиваленте длительного удержания затвора камеры открытым — этот сигнал был размытым и едва различимым даже для такого мощного радиотелескопа, как ASKAP.
|
|
|
|
Но если бы мы провели поиск за 13,8 наносекунд, любая старая радиоантенна легко обнаружила бы его. Это показывает нам, что мониторинг спутников на предмет электростатических разрядов с помощью наземных радиоантенн возможен. А поскольку количество спутников на орбите быстро растет, поиск новых способов наблюдения за ними важен как никогда.
|
|
|
|
Но обнаружила ли наша команда в конечном итоге новые астрономические сигналы? Не сомневайтесь, мы это сделали. И, несомненно, предстоит найти еще много чего.
|
|
|
|
Источник
|
