|
Странный радиоисточник в мертвой эллиптической галактике
|
|
|
|
Впервые астрономы зафиксировали быстрый радиовсплеск (FRB) на окраине древней, мертвой эллиптической галактики — беспрецедентного явления, которое ранее ассоциировалось с гораздо более молодыми галактиками.
|
|
|
|
Это открытие, подробно описанное в двух дополнительных исследованиях, проведенных Северо-Западным университетом и Университетом Макгилла, опровергает предположения о том, что FRB возникают исключительно в областях активного звездообразования. Новые данные наблюдений, напротив, указывают на то, что происхождение этих загадочных космических событий может быть более разнообразным, чем считалось ранее.
|
|
|
|
Оба исследования были опубликованы 21 января в журнале Astrophysical Journal Letters.
|
|
|
|
"Преобладающая теория заключается в том, что FRB происходят от магнетаров, образовавшихся в результате коллапса ядра сверхновой", - сказал Тарранех Эфтехари из Northwestern, который руководил одним из исследований и был соавтором другого.
|
|
|
|
"Похоже, что в данном случае это не так. В то время как молодые массивные звезды заканчивают свою жизнь в результате коллапса ядра сверхновой, мы не видим никаких свидетельств существования молодых звезд в этой галактике. Благодаря этому новому открытию появляется картина, которая показывает, что не все FRB происходят от молодых звезд. Возможно, существует некоторая подгруппа FRB, которые связаны со старыми системами."
|
|
|
|
|
|
|
"Этот новый FRB показывает нам, что как только вы начинаете думать, что понимаете астрофизическое явление, Вселенная разворачивается и удивляет нас", - сказал Вэнь-фай Фонг из Northwestern, старший автор обоих исследований. "Этот "диалог" со Вселенной - то, что делает нашу область астрономии во временной области такой невероятно захватывающей".
|
|
|
|
Эфтехари - научный сотрудник НАСА имени Эйнштейна в Северо-Западном центре междисциплинарных исследований в области астрофизики (CIERA). Фонг является адъюнкт-профессором физики и астрономии в Северо-Западном колледже искусств и наук имени Вайнберга и членом CIERA.
|
|
Впервые для телескопов-аутригеров CHIME
|
|
|
|
Астрономы впервые обнаружили новый FRB, получивший название FRB 20240209A, в феврале 2024 года с помощью канадского эксперимента по картированию интенсивности водорода (CHIME). Вспыхивающие и исчезающие в течение миллисекунд FRB - это короткие, мощные радиовспышки, которые за один короткий всплеск генерируют больше энергии, чем наше солнце излучает за целый год.
|
|
|
|
Но это событие повторялось неоднократно. В период с февраля по июль 2024 года тот же источник произвел еще 21 импульс, шесть из которых также были обнаружены телескопом outrigger, расположенным в 60 километрах от главной станции CHIME. Уменьшенные версии CHIME, "аутригеры", позволяют астрономам точно определять конкретные местоположения FRB на небе.
|
|
На сегодняшний день это самая массивная галактика-хозяин FRB
|
|
|
|
После того, как команда точно определила местоположение FRB, Эфтехари и ее сотрудники поспешили использовать телескопы в обсерваториях W.M. Keck и Gemini, чтобы исследовать окружающую среду.
|
|
|
|
В специализированном помещении кампуса Эванстона астрономы Северо-Запада имеют удаленный доступ к Keck, что позволяет им быстро наблюдать за интересующими их явлениями.
|
|
|
|
Вместо того чтобы обнаружить молодую галактику, эти наблюдения неожиданно показали, что FRB возникла на краю соседней галактики возрастом 11,3 миллиарда лет, расположенной всего в 2 миллиардах световых лет от Земли.
|
|
|
|
Чтобы узнать больше об этой необычной галактике-хозяине, команда использовала высокопроизводительные компьютеры для моделирования. Они обнаружили, что галактика чрезвычайно яркая и невероятно массивная — в 100 миллиардов раз больше массы нашего Солнца.
|
|
|
|
"По-видимому, это самая массивная галактика FRB на сегодняшний день", - сказал Эфтехари. "Это одна из самых массивных галактик в мире".
|
|
|
|
Обширный дом
|
|
|
|
Но, в то время как большинство FRB возникают далеко за пределами своих галактик, команда проследила FRB 20240209A до окраин ее дома — в 130 000 световых лет от центра галактики, где существует всего несколько других звезд.
|
|
|
|
"Среди множества FRB этот FRB расположен дальше всего от центра галактики, в которой он находится", - сказал Вишванги Шах, аспирант McGill, который руководил исследованиями по определению происхождения FRB.
|
|
|
|
"Это одновременно удивительно и захватывающе, поскольку ожидается, что FRB возникают внутри галактик, часто в областях звездообразования. Расположение этого FRB так далеко за пределами галактики-хозяина вызывает вопросы о том, как такие энергетические события могут происходить в регионах, где не образуются новые звезды".
|
|
"Сдвоенные" FRB
|
|
|
|
До этого открытия астрономы проследили только один FRB на внешних окраинах галактики. В 2022 году международная группа астрономов обнаружила FRB, который исходил от плотного скопления звезд на краю Мессье 81 (M81), спиральной галактики грандиозной формы, расположенной примерно в 12 миллионах световых лет от Земли. Хотя FRB 20240209A произошел в эллиптической галактике, у этих двух событий есть несколько общих черт.
|
|
|
|
"Несколько лет назад FRB M81 был неожиданно обнаружен в плотном скоплении звезд, называемом шаровым скоплением", - сказал Фонг.
|
|
|
|
"Это событие в одиночку остановило традиционный ход мыслей и заставило нас изучить другие сценарии возникновения FRB. С тех пор ни один FRB не был замечен подобным образом, что заставило нас поверить, что это было единичное открытие - до сегодняшнего дня.
|
|
|
|
"На самом деле, этот CHIME FRB может быть близнецом события M81. Он находится далеко от своей родной галактики (далеко от того места, где рождаются звезды), а звездное население в его родной галактике чрезвычайно старое. У него был свой расцвет, и сейчас он постепенно выходит на пенсию. В то же время, этот тип старой среды заставляет нас переосмыслить наши стандартные модели предшественников FRB и обратиться к более экзотическим каналам образования, что очень интересно".
|
|
|
|
Из почти 100 FRB, которые были обнаружены в галактике на данный момент, большинство, вероятно, произошли от магнетаров, которые образуются в результате коллапса ядра сверхновой. Однако астрофизики предполагают, что происхождение FRB 20240209A может быть сходным с FRB, обнаруженным в M81.
|
|
Возможные объяснения
|
|
|
|
В исследовании, проведенном под руководством Макгилла, обсуждается вероятность того, что новый FRB возник внутри плотного шарового скопления. Такие скопления являются перспективными местами для обнаружения магнетаров, которые, возможно, образуются по другим механизмам и связаны с более старыми звездами, в том числе в результате слияния двух нейтронных звезд или коллапса белого карлика под действием собственной гравитации.
|
|
|
|
"Происхождение этого повторяющегося FRB из шарового скопления является наиболее вероятным сценарием, объясняющим, почему этот FRB расположен за пределами своей галактики-хозяина", - сказал Шах.
|
|
|
|
"Мы точно не знаем, присутствует ли шаровое скопление в точке расположения FRB, и подали предложение использовать космический телескоп Джеймса Уэбба для последующих наблюдений за местоположением FRB. Если да, то это будет всего лишь второй FRB, который, как известно, находится в шаровом скоплении. Если нет, нам придется рассмотреть альтернативные экзотические сценарии происхождения FRB."
|
|
|
|
"Очевидно, что когда речь заходит о FRB, все еще есть много возможностей для интересных открытий, - сказал Эфтехари, - и что их окружение может содержать ключ к раскрытию их секретов".
|
|
|
|
Источник
|
