Космическое открытие: ученые узнали, откуда исходят загадочные вспышки радиоволн

Ученые впервые отследили быстрый радиовсплеск, чтобы выявить его источник. Об этом 2 января сообщили в Science Alert.

В 2020 году ученые зафиксировали вспышку колоссально мощных радиоволн, но только сейчас получили конкретные доказательства происхождения этих импульсов неизвестной природы. Изучая мерцание быстрого радиовсплеска (FRB), обнаруженного в 2022 году, астрономы проследили его источник. Им оказалось мощное магнитное поле вокруг магнитаря (нейтронная звезда) в галактике на расстоянии 200 миллионов световых лет от Земли. Это первое доказательство, что FRB могут исходить из магнитных сфер таких звезд.

"В этих средах нейтронных звезд магнитные поля действительно находятся на грани того, что может создать Вселенная. Было много споров о том, может ли это яркое радиоизлучение вообще выйти из этой экстремальной плазмы", — отметил астрофизик Массачусетского технологического института Кензи Ниммо.

FRB озадачивают ученых еще с первого их обнаружения в 2007 году. Речь идет о чрезвычайно коротких всплесках радиоизлучения, которые длятся всего миллисекунды. Кроме того, что они быстрые, эти сигналы еще и чрезвычайно мощные — иногда они высвобождают больше, чем 500 миллионов Солнц за это же время.

Быстрые радиовсплески трудно изучать, потому что они обычно единичны и одноразовые. Предсказать их невозможно, а отследить их источник — сложно. Ряд FRB, как выяснили ученые, происходили из отдаленных от Земли на миллионы и миллиарды световых лет галактик.

Также астрономы могут исследовать свойства радиоизлучения, например его поляризацию. Это позволяет установить, через какую среду оно прошло на пути к Земле. То, какие звезды могут излучать FRB, пока остается тайной, но все больше доказательств свидетельствуют о том, что на это способны магнитары.

Магнитары — особые нейтронные звезды, которые являются чрезвычайно плотными остатками ядра. Они остаются после того, как массивная звезда становится сверхновой. Магнитары имеют самые мощные внешние магнитные поля во Вселенной — примерно в тысячу раз сильнее тех, которые имеют обычные нейтронные звезды.

"Вокруг этих высокомагнитных нейтронных звезд, также известных как сверхновые, атомы не могут существовать — их бы просто разорвало на части магнитными полями. Самое интересное здесь то, что мы обнаружили, что энергия, накопленная в этих магнитных полях, вблизи источника, искривляется и меняет конфигурацию таким образом, что может высвобождаться в виде радиоволн, которые мы можем видеть на полпути к Вселенной", — рассказал физик Массачусетского технологического института Кийоши Масуи.

Чтобы отследить источник быстрого радиовсплеска FRB 20221022A, ученые изучили его сцинтилляцию. Сцинтилляция — это то, что заставляет звезды мерцать; искажение пути света, когда он проходит сквозь газ в космосе. Сила этого мерцания тождественна расстоянию до его источника.

FRB 20221022A длилась примерно две миллисекунды и имела умеренную мощность, что сделало ее превосходным образцом для исследования. Свет от вспышки радиоволн показал сильную сцинтиляцию.

Так ученые получили первое доказательство того, что внегалактические быстрые радиовсплески могут возникать из магнитосферы нейтронных звезд, которые имеют мощные поля. Кроме того, исследование показало, что сцинтилляция может помочь в работе с другими FRB.

"Эти вспышки происходят постоянно. Может существовать большое разнообразие в том, как и где они происходят, и эта сцинтилляционная техника будет очень полезной для того, чтобы помочь разобраться с различными физическими процессами, которые управляют этими вспышками", — пояснил Масуи.

Напомним, астрофизики разгадали тайну странных радиоимпульсов, которые прозвали узором зебры.

Изобретатель Никола Тесла не верил в существование электронов и считал, что зафиксировал космический луч. Кроме того, он думал, что уловил радиосигналы от разумных инопланетян.