Тайна быстрых радиовсплесков близка к разгадке.
В апреле этого года группа американских астрономов зафиксировала короткий мощный всплеск радиоволн из космоса. Вскоре они определили, что он исходит от объекта в нашей галактике. Ученые впервые смогли обнаружить радиоволны внутри Млечного Пути, что делает их самыми близкими из всех, с которыми нам приходилось сталкиваться раньше.
Согласно трем статьям, опубликованным в журнале Nature, радиоволны, известные как быстрые радиовсплески или FRB, испускает невероятно мощная звезда-зомби, находящаяся в нашей галактике. Это объект, который называют нейтронной звездой, представляет собой сверхплотный остаток, образующийся, когда массивная звезда, больше нашего Солнца, самопроизвольно схлопывается. Также эта нейтронная звезда известна как магнетар — объект с исключительно сильным магнитным полем, в котором находится ошеломляющее количество энергии, способное искажать форму атомов.
Отслеживание источника FRB — важный момент для астрономов, которые хотят выяснить, как возникают эти загадочные радиовспышки. Считается, что они появляются в ночном небе каждую секунду, вспыхивая всего на несколько миллисекунд за раз. До этого мы видели только малую часть быстрых радиовсплесков, и их источники, по всей видимости, находятся за пределами нашей галактики, в миллиардах световых лет от нас. Из-за приличного расстояния сложно точно определить, откуда они приходят.
Это очень загадочные сигналы, и у нас нет четкого представления о том, что их производит, или о том, что за ними стоит.
Киёси Масуи, доцент Массачусетского технологического института
С этим открытием у астрономов появился гораздо более близкий источник для работы. Магнетар расположен всего в 30 000 световых лет от нас — по космическим меркам в двух шагах. И он недвусмысленно указывает на связь между магнетарами и FRB. «Это недостающее звено. Теперь мы видели быстрый радиовсплеск, исходящий от магнетара. Это доказывает, что по крайней мере часть быстрых радиовсплесков, которые мы наблюдаем, исходит от магнетаров», — говорит Масуи.
Ученые пытались выяснить происхождение FRB с тех пор, как впервые обнаружили их в 2007 году. Но поскольку сигналы настолько непродолжительны, «поймать» их удавалось только при удачном сочетании места, времени и правильного оборудования. Астрономам повезло, когда они нашли несколько FRB, которые снова и снова появлялись в одной и той же части неба. Периодические всплески помогли определить местонахождение галактик, откуда приходят эти радиоволны. Тем не менее, до сих пор неясно, какие именно объекты внутри этих галактик испускают FRB.
Вот почему это открытие так важно. Две разные обсерватории в Северной Америке: CHIME в Канаде и STARE2 в США — заметили FRB, исходящие из одной и той же части неба, что повысило достоверность сигнала. Радиовсплески к тому же были достаточно сильными. По словам Кристофера Боченека, аспиранта астрономического факультета Калифорнийского технологического института, который возглавлял группу STARE2, эти сигналы с другого конца галактики мог бы уловить обычный приемник 4G LTE. «Когда я впервые посмотрел на данные, я замер и был практически парализован от волнения», — признался Боченек на пресс-конференции.
Время и место вспышки совпадают с другим событием, происходящим поблизости. Всего за несколько дней до обнаружения FRB астрономы заметили, что магнетар, о котором мы говорили ранее, стал активно испускать рентгеновские и гамма-лучи. Проанализировав данные FRB, астрономы из CHIME и STARE2 подтвердили, что радиоволны появились как раз во время особенно большой вспышкой от магнетара. Открытие уже произвело фурор в астрономическом сообществе в начале этого года, а ранние научные отчеты были опубликованы в интернете и освещены в СМИ. Результаты исследований рассмотрели другие ученые, и на этой неделе вышло официальное подтверждение в журнале Nature.
Магнетары могут быть источниками многих FRB. Астрономы предполагали, что эти объекты как-то связаны с радиовсплесками, поскольку они переполнены энергией и склонны к различным излучениям. «Это открытие говорит о том, что некоторые, а, возможно, и большинство — с учетом того, насколько они распространены во Вселенной — быстрых радиовсплесков из других галактик исходят от магнетаров», — сказал Боченек.
Тем не менее астрономы не торопятся заявлять о разгадке тайны FRB. Во-первых, они продолжают наблюдать за магнетаром: последующие вспышки рентгеновских и гамма-лучей не совпадали с какими-либо значительными всплесками радиоволн. Во-вторых, зафиксированный всплеск был относительно слабым по сравнению с другими FRB, которые мы видели. В 1000 раз слабее самых незначительных FRB, обнаруженных за пределами нашей галактики, если точнее. Таким образом, делать выводы о механизме происхождения радиовсплесков пока рано.
Но есть и хорошие новости: теперь у астрономов есть довольно убедительные гипотезы, которые нужно проверить. Они продолжат изучение около 30 известных магнетаров — в том числе тех, которые находятся в других галактиках. Это поможет понять, было ли событие единственным и случайным — или же последним недостающим звеном загадки FRB.