|
Ярчайший радиовсплеск в соседней галактике
|
|
|
|
Международная команда ученых, включая астрофизиков Северо—Западного университета, обнаружила один из самых ярких быстрых радиовсплесков (FRB), когда-либо зарегистрированных, и определила его местоположение с беспрецедентной точностью.
|
|
|
|
Взрыв продолжительностью в миллисекунду, получивший название RBFLOAT (сокращение от "ярчайшая радиовспышка всех времен" и, да, намек на "поплавок рутбира"), был обнаружен канадским экспериментом по картированию интенсивности водорода (CHIME) и его недавно завершенной системой "Outrigger". Объединив наблюдения, проведенные в Британской Колумбии, Западной Вирджинии и Калифорнии, ученые проследили вспышку до единственного спирального рукава галактики, расположенного на расстоянии 130 миллионов световых лет от нас, с точностью всего до 42 световых лет.
|
|
|
|
Известно, что из-за того, что они происходят так далеко и исчезают в мгновение ока, их трудно изучать. Однако, если ученым удастся точно определить местоположение FRB, они смогут изучить его окружение, включая характеристики его родной галактики, расстояние от Земли и, возможно, даже причину его возникновения. В конечном счете, эта информация могла бы помочь пролить свет на природу и происхождение этих таинственных, мимолетных вспышек.
|
|
|
|
Исследование, озаглавленное "FRB 20250316A: Блестящий и близкий разовый быстрый радиовсплеск, локализованный с точностью до 13 парсек", опубликованное в Astrophysical Journal Letters, знаменует собой первый случай, когда для локализации FRB была использована полная система выносных опор.
|
|
|
|
|
|
|
"Примечательно, что всего через пару месяцев после того, как вся система Outrigger была запущена в работу, мы обнаружили чрезвычайно яркий FRB в галактике, расположенной по соседству с нами", - сказал Вэнь-фай Фонг из Northwestern, старший автор исследования.
|
|
|
|
"Это является хорошим предзнаменованием на будущее. Увеличение количества событий всегда дает возможность обнаружить больше редких событий. Сотрудничество CHIME и FRB в течение многих лет работало над этим техническим достижением, и Вселенная наградила нас настоящим подарком".
|
|
|
|
"Этот результат знаменует собой поворотный момент", - сказала автор статьи Аманда Кук, научный сотрудник Университета Макгилла. "Вместо того, чтобы просто обнаруживать эти таинственные вспышки, теперь мы можем точно определить, откуда они исходят. Это открывает возможность выяснить, вызваны ли они умирающими звездами, экзотическими магнитными объектами или чем-то еще, о чем мы даже не задумывались".
|
|
|
|
Эксперт по космическим взрывам, Фонг является адъюнкт-профессором физики и астрономии в Северо-Западном колледже искусств и наук имени Вайнберга. Она также является членом Центра междисциплинарных исследований в области астрофизики (CIERA) и Института искусственного интеллекта NSF-Саймонса для изучения неба (SkAI Institute).
|
|
Четыре дня солнечной энергии в одном мгновении
|
|
|
|
Вспыхивающие и исчезающие в течение миллисекунд FRB - это короткие, мощные радиовспышки, которые за один короткий всплеск генерируют больше энергии, чем излучает наше солнце за целый год. Хотя большинство из них остаются незамеченными, время от времени FRB оказывается достаточно ярким, чтобы его можно было обнаружить. FRB20250316A, или RBFLOAT, был одним из таких редких событий. Обнаруженный в марте 2025 года, RBFLOAT за несколько миллисекунд высвободил столько энергии, сколько солнце вырабатывает за четыре дня.
|
|
|
|
"Он был настолько ярким, что наш конвейер изначально определил его как радиочастотные помехи, сигналы, часто вызываемые мобильными телефонами или самолетами, которые находятся гораздо ближе к дому", - сказал Фонг. "Членам нашего сотрудничества потребовалось некоторое время, чтобы выяснить, что это был настоящий астрофизический сигнал".
|
|
|
|
И хотя многие FRB повторяются, пульсируя по нескольку раз в течение нескольких месяцев, RBFLOAT испустил всю свою энергию всего за один всплеск. Даже спустя сотни часов после того, как его впервые наблюдали, астрономы не обнаружили повторных вспышек от источника. Это означает, что астрофизики не могли ждать следующей вспышки, чтобы собрать больше данных. Вместо этого у них был только один шанс точно определить ее местоположение.
|
|
|
|
"RBFLOAT был первым неповторяющимся источником, локализованным с такой точностью", - сказал Сунил Симха из Northwestern, научный сотрудник CIERA и соавтор исследования. "Их гораздо сложнее обнаружить. Таким образом, даже обнаружение RBFLOAT является доказательством того, что CHIME действительно способен обнаруживать такие события и создавать статистически интересную выборку FRB".
|
|
|
|
FRB-криминалисты намекают на магнетар
|
|
|
|
Чтобы исследовать происхождение RBFLOAT, ученые полагались на CHIME, большой радиотелескоп в Британской Колумбии и самого известного в мире охотника за FRB. Уменьшенные версии CHIME, выносные опоры, позволяют астрономам триангулировать сигналы, чтобы точно определить конкретные местоположения FRB на небе.
|
|
|
|
С помощью этого набора наблюдательных точек команда проследила вспышку до созвездия Большой Медведицы на окраине галактики, расположенной примерно в 130 миллионах световых лет от Земли. Команда точно определила его местоположение в области, диаметр которой составляет всего 45 световых лет, что меньше, чем у обычного звездного скопления.
|
|
|
|
Последующие наблюдения, проведенные с помощью 6,5-метрового телескопа MMT в Аризоне и прибора Keck Cosmic Web Imager на 10-метровом телескопе Keck II на Гавайях, позволили получить наиболее детальное представление об окружении неповторяющегося FRB. Симха проанализировал оптические данные, полученные с помощью Keck, а аспирант Северо-Западного университета Юйсин "Вик" Донг использовал MMT для получения глубоких оптических изображений галактики FRB.
|
|
|
|
Их исследования показали, что вспышка произошла вдоль спирального рукава галактики, который усеян множеством областей звездообразования. Всплеск произошел вблизи одной из этих областей звездообразования, но не внутри нее. Хотя астрофизики до сих пор точно не знают, что вызывает FRB, эти данные подтверждают одну из ведущих гипотез.
|
|
|
|
По крайней мере, некоторые из них, по-видимому, происходят от магнетаров, ультрамагниченных нейтронных звезд, возникающих в результате гибели массивных звезд. В областях звездообразования часто находятся молодые магнетары, которые обладают достаточной энергией, чтобы производить быстрые и мощные вспышки.
|
|
|
|
"Мы обнаружили, что FRB находится на окраине области звездообразования, в которой находятся массивные звезды", - сказал Симха. "Впервые мы смогли даже оценить, насколько глубоко он погружен в окружающий газ, и он относительно неглубокий".
|
|
|
|
Богатый набор данных Keck и точное местоположение FRB позволили команде провести первый в своем роде анализ свойств галактики в месте нахождения FRB. Эти обнаруженные характеристики включают плотность газа галактики, скорость звездообразования и наличие элементов тяжелее водорода и гелия.
|
|
|
|
"FRB находится в спиральном рукаве своей галактики-хозяина", - добавил Донг, который является главным исследователем программы MMT.
|
|
|
|
"Спиральные рукава, как правило, являются местами продолжающегося звездообразования, что подтверждает идею о том, что они произошли от магнетара. Используя наше чрезвычайно чувствительное MMT-изображение, мы смогли увеличить масштаб и обнаружили, что FRB на самом деле находится за пределами ближайшего скопления звезд. Это местоположение интригует, потому что мы ожидали, что оно будет расположено внутри скопления, где происходит звездообразование.
|
|
|
|
"Это может свидетельствовать о том, что магнетар-прародитель был выброшен из своего места рождения или что он появился прямо на месте FRB и вдали от центра скопления".
|
|
Начало чего-то впечатляющего
|
|
|
|
Теперь, когда аутригеры CHIME работают в полную силу, астрономы ожидают, что каждый год они будут фиксировать еще сотни FRB—объектов, что как никогда приблизит их к разгадке тайны причин этих впечатляющих вспышек. Способность выносных опор к локализации в сочетании с широким полем зрения CHIME знаменует собой поворотный момент в поиске FRB.
|
|
|
|
"В течение многих лет мы знали, что FRB наблюдаются по всему небу, но их обнаружение было крайне медленным", - сказал Донг. "Теперь мы можем регулярно привязывать их к определенным галактикам, вплоть до окрестностей внутри этих галактик".
|
|
|
|
"За последние восемь лет все сообщество FRB опубликовало только около 100 хорошо локализованных событий", - сказал Симха. "Сейчас мы ожидаем, что только от CHIME будет более 200 точных обнаружений в год. RBFLOAT был отличным источником для создания такого образца".
|
|
|
|
"Благодаря выносным опорам CHIME мы вступаем в новую эру науки о FRB", - сказал соавтор исследования Тарранех Эфтехари, который является заместителем директора CIERA.
|
|
|
|
"Учитывая, что в ближайшие несколько лет ожидаются сотни точно локализованных событий, мы можем начать понимать все многообразие сред, из которых исходят эти таинственные сигналы, что еще на шаг приблизит нас к раскрытию их секретов. RBFLOAT - это только начало".
|
|
|
|
Источник
|
