Художественная концепция сферического радиотелескопа с пятисотметровой апертурой (FAST) в Китае. 1 кредит

Быстрые радиовсплески (FRB) — это космические взрывы продолжительностью в миллисекунды, каждый из которых производит энергию, эквивалентную годовой мощности Солнца. Спустя более 15 лет после того, как были впервые обнаружены импульсы электромагнитных радиоволн в дальнем космосе, их запутанная природа продолжает удивлять ученых, а недавно опубликованные исследования только усугубляют окружающую их тайну.

В выпуске журнала Nature от 21 сентября неожиданные новые наблюдения серии космических быстрых радиовсплесков международной группой ученых, включая астрофизика UNLV Бинга Чжана, бросают вызов преобладающему пониманию физической природы и центрального двигателя FRB.

Космические наблюдения FRB были проведены в конце весны 2021 года с помощью массивного сферического радиотелескопа с пятисотметровой апертурой (FAST) в Китае. Группа, возглавляемая Хенг Сюй, Кеджиа Ли, Субо Донгом из Пекинского университета и Вэйвэй Чжу из Национальной астрономической обсерватории Китая, вместе с Чжаном обнаружила 1863 вспышки за 82 часа в течение 54 дней от активного источника быстрых радиовсплесков, называемого FRB. 20201124А.

«Это самая большая выборка данных FRB с информацией о поляризации из одного источника», — сказал Ли.

Недавние наблюдения быстрого радиовсплеска из нашей галактики Млечный Путь предполагают, что он возник из-за магнетара, который представляет собой плотную нейтронную звезду размером с город и невероятно мощным магнитным полем. С другой стороны, происхождение очень далеких космологических быстрых радиовсплесков остается неизвестным. И последние наблюдения заставляют ученых сомневаться в том, что, по их мнению, они знали о них.

«Эти наблюдения вернули нас к чертежной доске », — сказал Чжан, который также является директором-основателем Астрофизического центра UNLV в Неваде. «Ясно, что FRB более загадочны, чем мы себе представляли. Для дальнейшего раскрытия природы этих объектов необходимы дополнительные многоволновые наблюдательные кампании».

Что делает последние наблюдения удивительными для ученых, так это нерегулярные, кратковременные изменения так называемой «меры вращения Фарадея», которая представляет собой силу магнитного поля и плотность частиц вблизи источника FRB. Вариации увеличивались и уменьшались в течение первых 36 дней наблюдений и внезапно прекратились в течение последних 18 дней, прежде чем источник погас.

«Я приравниваю это к съемке фильма об окружении источника FRB, и наш фильм показал сложную, динамично развивающуюся, намагниченную среду, которую раньше невозможно было представить», — сказал Чжан. «Такая среда прямо не ожидается для изолированного магнетара. Что-то еще может быть поблизости от двигателя FRB, возможно, бинарного компаньона», — добавил Чжан.

Чтобы наблюдать за родительской галактикой FRB, команда также использовала 10-метровые телескопы Кека, расположенные в Мауна-Кеа на Гавайях. Чжан говорит, что молодые магнетары, как полагают, находятся в активных звездообразующих областях звездообразующей галактики, но оптическое изображение галактики-хозяина показывает, что — неожиданно — галактика-хозяин представляет собой богатую металлами спиральную галактику с перемычкой, подобную нашему Млечному Пути. . Местонахождение FRB находится в регионе, где нет значительной активности звездообразования.

«Это место несовместимо с молодым центральным двигателем магнетара, образовавшимся во время экстремального взрыва, такого как длительный гамма-всплеск или сверхсветящаяся сверхновая, которые, по широко распространенному мнению, являются прародителями активных двигателей FRB», — сказал Донг.

Исследование «Источник быстрых радиовсплесков в сложном намагниченном участке галактики с перемычкой» появилось 21 сентября в журнале Nature и включает 74 соавтора из 30 учреждений. Помимо UNLV, Пекинского университета и Национальной астрономической обсерватории Китая, сотрудничающие учреждения также включают Обсерваторию Пурпурной горы, Юньнаньский университет, Калифорнийский технологический институт в Беркли, Калифорнийский технологический институт, Принстонский университет, Гавайский университет и другие учреждения из Китая, США, Австралии, Германии и Израиля.