Быстрый радиовсплеск в Малой Медведице вызвал замешательство ученых
В начале 2024 года астроном Кэлвин Люнг из Калифорнийского университета в Беркли получил данные с недавно введенного в эксплуатацию радиотелескопа, позволившие точно определить источник повторяющихся всплесков интенсивных радиоволн — так называемых быстрых радиовсплесков (англ. Fast Radio Burst, FRB). Они исходили из созвездия Малой Медведицы.
Длительность радиовсплесков не превышает нескольких миллисекунд, но при этом выделяется энергия, эквивалентная той, что Солнце генерирует за неделю.
Люнг надеялся понять происхождение этих таинственных вспышек и использовать их в качестве отправной точки для исследования эволюции Вселенной. Он написал компьютерную программу, которая позволила ему и его коллегам объединять данные с нескольких телескопов для триангуляции местоположения вспышек с максимально возможной в астрономии точностью.
Но радость Люнга сменилось разочарованием, когда коллеги из Канады проводившие эксперименты по картированию интенсивности излучения водорода (программа Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment или сокращенно CHIME) обнаружили, что источник находится на далекой окраине давно погибшей эллиптической галактики, расположенной в 2 миллиардах световых лет от Земли. В такой спящей галактике по всем правилам не должно быть сил, способных вызывать радиовсплески.
Вместо того, чтобы обнаружить ожидаемый «магнетар» (слияние английских слов magnet «магнит» и star «звезда» — прим. ред.), сильно намагниченную, быстро вращающуюся нейтронную звезду, оставшуюся после распада ядра молодой массивной звезды, ученые теперь вынуждены объяснять радиосигналы из мертвой галактики.
Нейтронные звезды, которые, по мнению теоретиков, производят эти миллисекундные всплески радиоволн, должны были давным-давно исчезнуть в галактике возрастом 11,3 миллиарда лет.
«Это не только первый быстрый радиовсплеск, обнаруженный в мертвой галактике, но и самый удаленный по сравнению со всеми другими FRB. Местоположение всплеска вызывает вопросы о том, как подобные энергетически затратные события могут происходить в местах, где не образуются новые звезды», — комментирует Вишванги Шах, аспирантка Университета Макгилла в Монреале, которая уточнила и дополнила первоначальные расчеты Люнга о местоположении вспышки, названной FRB 20240209A.
Шах является автором исследования о радиовсплесках, опубликованного в Astrophysical Journal Letters, а также еще одной статьи коллег из Северо-Западного университета в Эванстоне, штат Иллинойс.
Люнг, соавтор обеих работ, был ведущим разработчиком трех совместно работающих телескопов на выносных опорах для оригинальной радиолокационной станции CHIME, расположенной недалеко от Пентиктона, Британская Колумбия. Он является научным руководителем Шах в Университете Макгилл.
«С помощью трех выносных модулей мы сможем точно идентифицировать по одному FRB в день в нашей галактике», — считает Люнг. «Это в 20 раз лучше, чем получалось у программы CHIME при наличии двух антенн».
После открытия Шах в период с февраля по 31 июля 2024 года астрономы зарегистрировали еще 21 радиовсплеск.
«Этот результат бросает вызов существующим теориям, которые связывают происхождение FRB с явлениями звездообразования в галактиках», — признает Шах. «Источник всплеска не должен находиться в шаровом скоплении, плотной области старых, мертвых звезд на периферии галактики. Правда, пока FRB 20240209A — всего лишь второй быстрый радиовсплеск, связанным с шаровым скоплением».
Однако Вишванги Шах отметила, что другой FRB 20221022A возник в шаровом скоплении в живой галактике, а вовсе не в старой эллиптической, где звездообразование прекратилось миллиарды лет назад.
