Быстрые радиовсплески (FRB) - одна из величайших загадок, стоящих сегодня перед астрономами, с которой могут соперничать только гравитационные волны (GW) и гамма-всплески (GRB). Первоначально открытые в 2007 году американским астрономом Дунканом Лоримером (в честь которого назван "всплеск Лоримера"), эти короткие, интенсивные вспышки радиоизлучения за миллисекунду производят больше энергии, чем солнце генерирует за месяц.
В большинстве случаев FRB - это единичные события, которые ярко вспыхивают и о которых больше ничего не слышно. Но в некоторых случаях астрономы обнаруживали FRB, которые повторялись в природе, что вызывало еще больше вопросов о том, что их вызывает.
До открытия FRB самые мощные вспышки, наблюдавшиеся в Млечном Пути, были вызваны нейтронными звездами, которые видны на расстоянии до 100 000 световых лет. Однако, согласно новому исследованию, проведенному Нидерландским институтом радиоастрономии (ASTRON), недавно обнаруженный FRB был в миллиард раз более ярким, чем что-либо, производимое нейтронной звездой.
Более того, этот всплеск был настолько ярким, что астрономы смогли увидеть его в галактике, расположенной на расстоянии 1 миллиарда световых лет от Земли! Это открытие поднимает множество вопросов о видах энергетических явлений во Вселенной.
Исследованием руководила Инес Пастор-Маразуэла, научный сотрудник Центра астрофизики Джодрелл Бэнк и исследователь из ASTRON и Института Антона Паннекука Амстердамского университета. К ней присоединились многочисленные коллеги из ASTRON, астрономического центра Кэхилла, Национального центра радиоастрофизики, Нидерландского научного центра, Института теоретической физики "Периметр" и факультета космоса, Земли и окружающей среды Технологического университета Чалмерса.
Открытие было сделано с помощью радиотелескопа Westerbork Synthesis (WSRT) — части Европейской сети VLBI (EVN) — мощного радиотелескопа, состоящего из 14 управляемых 25-метровых тарелочных антенн. Эта обсерватория использует технологию, называемую "апертурный синтез", для получения радиоизображений неба, что позволяет астрономам изучать широкий спектр астрофизических явлений. После более чем двухлетних наблюдений сложные приборы и методы WSRT позволили обнаружить 24 новых FRB.
Эти открытия были сделаны с помощью экспериментального суперкомпьютера Apertif Radio Transient System (ARTS), специально разработанного для изучения FRB. Этот суперкомпьютер проанализировал все радиосигналы, поступавшие с неба в течение периода наблюдения, что помогло команде определить, где будут появляться будущие FRB.
Как сказал Пастор-Маразуэла в пресс-релизе ASTRON, "Мы смогли изучить эти вспышки с невероятным уровнем детализации. Мы обнаружили, что их форма очень похожа на то, что мы видим у молодых нейтронных звезд. То, как возникали радиовспышки, а затем изменялись по мере их перемещения в космосе в течение миллиардов лет, также согласуется с происхождением нейтронных звезд, что делает этот вывод еще более убедительным".
По сути, команда ARTS научила ее специально искать очень короткие, очень яркие вспышки от очень удаленных источников. Радиоисточники, соответствующие всем трем критериям, вероятно, будут самыми мощными и захватывающими. Когда ARTS обнаруживает такие всплески в данных, она автоматически увеличивает масштаб явления и информирует астрономов.
Руководитель исследования Йори ван Левен из ASTRON сказал: "Как правило, мы не знаем, когда и где появится следующий FRB, поэтому у нас есть огромный компьютер, который постоянно просматривает все радиосигналы с неба. Через некоторое время стало проявляться сходство со вспышками, которые, как мы знаем, наблюдаются у нейтронных звезд с сильным магнитным полем, и мы были очень рады, что приоткрыли часть завесы вокруг этих загадочных вспышек.
"Мы только начали думать, что приблизились к пониманию того, как обычные нейтронные звезды могут светить так ярко в радиодиапазоне. Но затем появилась Вселенная и усложнила головоломку в миллиард раз. Это просто здорово".
Хотя эта новая загадка интригует, команда также взволнована тем, что им впервые удалось связать FRB с молодыми нейтронными звездами. "Удивительно работать с этими удаленными FRB, [вы] действительно чувствуете, что изучаете их вблизи по одному всплеску, и обнаруживаете, что они похожи на нейтронные звезды", - сказал Пастор-Маразуэла.
