Загадочные сигналы из космоса: ученые проследили их до неожиданного источника

В 2020 году магнетар, который находится в Млечном Пути, изверг мощную вспышку радиоволн, что позволило ученым получить конкретные доказательства, указывающие на источник быстрых радиовсплесков. Теперь же исследователи сделали ошеломляющее открытие, которое еще больше сузило круг возможных механизмов их возникновения, сообщает Science Alert.

Ученые изучили свет, исходивший от быстрого радиовсплеска, зарегистрированного в 2022 году. Они проследили его источник до мощного магнитного поля вокруг магнетара в галактике, которая находится на расстоянии 200 миллионов световых лет от нас.

Это первое убедительное доказательство того, что мощные радиовсплески могут исходить из магнитосфер магнетаров.

Быстрые радиовсплески (FRB) озадачивают ученых с тех пор, как они были впервые обнаружены в 2007 году. Как следует из названия, это чрезвычайно короткие всплески радиоизлучения, длящиеся всего миллисекунды. Они также чрезвычайно мощные, иногда высвобождая больше энергии, чем 500 миллионов Солнц за этот короткий миг времени.

FRB трудно изучать, потому что большая часть из них вспыхивает только один раз. Поэтому их невозможно прогнозировать и сложно — но не невозможно — проследить до источника. Ряд одноразовых FRB ученые проследили до галактик на расстоянии миллионов или миллиардов световых лет пространства-времени.

Астрономы также могут исследовать свойства радиоизлучения, такие как его поляризация, чтобы выяснить, через какую среду оно прошло по пути к Земле. Какие типы звезд могут испускать FRB, по-прежнему во многом остается загадкой, но все больше доказательств указывают на магнетары.

Магнетары — это особенно необычные нейтронные звезды, которые являются чрезвычайно плотными остатками ядра после того, как массивная звезда становится сверхновой. Но у магнетаров гораздо более мощные внешние магнитные поля, чем у обычных нейтронных звезд, они примерно в 1000 раз сильнее. Это самые мощные магнитные поля во Вселенной.

«Вокруг этих нейтронных звезд с сильным магнитным полем, также известных как магнетары, атомы существовать не могут — их просто разорвет магнитными полями. Самое интересное здесь то, что мы обнаружили, что энергия, хранящаяся в этих магнитных полях, вблизи источника, скручивается и перестраивается таким образом, что может высвобождаться в виде радиоволн, которые мы можем видеть проходящими через половину Вселенной», — заявил физик Киёси Масуи из Массачусетского технологического института.

Чтобы исследовать происхождение быстрого радиовсплеска, ученые изучили свойство, известное как мерцание, для события FRB 20221022A. Его зафиксировали в 2022 году и проследили до галактики, которая находится на расстоянии 200 миллионов световых лет от нас. Мерцание – это искажение света по пути его прохождения через газ в космосе. Чем больше пройденной расстояние, тем сильнее мерцание.

FRB 20221022A — довольно типичный случай для FRB. Он был умеренно длинным, около 2 миллисекунд, и умеренно мощным. В сопутствующей статье, изучающей поляризацию света от FRB 20221022A — степень, в которой скручена ориентация его волн — было обнаружено S-образное угловое колебание, соответствующее вращающемуся объекту, впервые для FRB. Это предполагает, что сигнал возник очень близко к вращающемуся объекту.

Ниммо и его коллеги выяснили, что если они смогут определить степень мерцания в FRB 20221022A, они могут определить размер области , в которой он возник. Свет от FRB показал сильное мерцание, что привело ученых к газовой области, искажавшей сигнал. Исследователи использовали эту газовую область в качестве линзы и сузили область происхождения FRB до 10 тысяч километров от его источника - магнетара.

Это первое убедительное доказательство того, что внегалактические FRB могут возникать внутри магнитосферы сильно намагниченных нейтронных звезд. Но ученые выяснили не только это. Их выводы показывают, что мерцание может быть мощным зондом для других FRB, поэтому ученые хотят понять, насколько такие всплески могут быть разнообразны, а также могут ли другие типы звезд выпускать их.

Ранее ученым удалось проследить один из самых мощных и далеких быстрых радиовсплесков, когда-либо обнаруженных, до его необычного источника: редкостной «капельной» группы галактик.