Одноразовые и многократные. Астрономы обнаружили более 500 загадочных быстрых радиовсплесков

Быстрые радиовсплески, или FRB, представляют собой странные яркие вспышки света, регистрируемые в радиодиапазоне электромагнитного спектра, которые вспыхивают в течение нескольких миллисекунд, а затем исчезают без следа. Эти короткие и загадочные явления были замечены в различных частях Вселенной, а также в нашей собственной галактике. Их происхождение неизвестно, а их появление невозможно предсказать. С тех пор, как первый быстрый радиовсплеск был обнаружен в 2007 году, астрономы заметили только около 140 всплесков в свои телескопы, сообщает MIT News

Но большой стационарный радиотелескоп в Британской Колумбии, Канада, почти в четыре раза увеличил количество быстрых радиовсплесков, обнаруженных на сегодняшний день. Телескоп CHIME обнаружил 535 новых быстрых радиовсплесков в течение первого года работы, с 2018 по 2019 год.

Ученые, благодаря новым данным, составили каталог быстрых радиовсплесков и узнали немного больше о природе данного явления. Например, недавно обнаруженные FRB делятся на два разных класса: повторяющиеся и не повторяющиеся. Ученые идентифицировали 18 FRB, которые вспыхивали неоднократно, а остальные, судя по всему, были единичными. Повторяющиеся FRB также выглядят по-другому: каждая вспышка длится немного дольше и излучает более сфокусированные радиочастоты, чем у одиночных, неповторяющихся FRB.

Эти наблюдения свидетельствуют о том, что повторяющиеся FRB и единичные имеют разную природу происхождения и возникают из разных астрофизических источников.

"Имея новые данные мы можем получить полную картину того, как FRB выглядят в целом, какая астрофизика может управлять этими явлениями и как их можно использовать для изучения Вселенной в будущем", — говорит Кейтлин Шин, аспирантка факультета физики Массачусетского технологического института.

Телескоп CHIME состоит из четырех массивных цилиндрических радиоантенн. Это стационарный массив без движущихся частей. Телескоп принимает радиосигналы каждый день с половины неба во время вращения Земли.

В то время как большая часть радиоастрономических наблюдений выполняется путем поворота большой тарелки для фокусировки света с разных частей неба, CHIME неподвижно смотрит в небо и фокусирует входящие сигналы с помощью коррелятора, мощного процессора, который может обрабатывать огромное количество данных со скоростью около 7 терабит в секунду, что эквивалентно нескольким процентам мирового интернет-трафика.

"Цифровая обработка сигналов — это то, что позволяет CHIME "смотреть" одновременно в тысячах направлений", — говорит Киеси Масуи, доцент кафедры физики Массачусетского технологического института. "Это то, что помогает нам обнаруживать FRB в тысячу раз чаще, чем традиционный телескоп".

За первый год работы CHIME зарегистрировал 535 новых быстрых радиовсплесков. На основе FRB, которые CHIME удалось обнаружить, ученые подсчитали, что яркие быстрые радиовсплески происходят с частотой около 800 в день по всему небу.

"FRB действительно трудно увидеть, но они не редкость", — говорит Масуи.

Когда радиоволны перемещаются в космосе, любой межзвездный газ или плазма на их пути может исказить или рассеять свойства и траекторию волны. Степень рассеивания радиоволны может дать ученым возможность узнать, через сколько газа она прошла и, возможно, какое расстояние она прошла от своего источника.

Масуи и его коллеги измерили обнаружили, что большинство радиовсплесков, вероятно, возникло из источников в далеких галактиках. Тот факт, что вспышки были достаточно яркими, чтобы их можно было обнаружить с помощью CHIME, предполагает, что они, должно быть, были произведены чрезвычайно высокоэнергичными источниками.

"Каждый FRB дает нам некоторую информацию о том, какое расстояние и сколько газа они прошли на своем пути", — говорит Шин. "Имея большое количество FRB, мы можем выяснить, как газ и материя распределяются в очень больших масштабах во Вселенной".