Після майже 20 років досліджень вчені поступово розгадують загадку швидких радіосплесків (FRB) — коротких сигналів, які за долі секунди можуть перевершити енергетичний вихід цілих галактик. Дослідження натякають на нейтронні зорі як на джерело цих явищ, але механізм їхнього утворення залишається предметом дискусій. Нещодавнє відкриття Массачусетського технологічного інституту (MIT) проливає світло на цю проблему: науковці простежили походження одного з FRB до джерела, розташованого за 200 млн світлових років від Землі.
Хоча швидкі радіосплески існували так само довго, як і зорі, людство вперше виявило їх у 2007 році. Відтоді тисячі таких сигналів були зафіксовані сучасними інструментами, й деякі з них демонструють періодичність. Це дозволило звузити коло можливих джерел до магнетарів — надзвичайно магнітних нейтронних зір, а також, можливо, чорних дір.
Прорив у вивченні швидких радіосплесків стався завдяки запуску у 2020 році Канадського експерименту з картування інтенсивності водню (CHIME). Цей радіотелескоп із чотирма великими антенами здатний фіксувати сигнали у діапазоні частот FRB. У 2022 році телескоп зареєстрував сигнал FRB 20221022A, який надійшов із далекої галактики. Команда MIT, очолювана Кензі Німмо, проаналізувала ці дані, використовуючи явище сцинтиляції — ефект фільтрації сигналу через міжзоряний газ, який викликає його мерехтіння, на кшталт того, як зорі мерехтять на небі.
Дослідження показало, що сцинтиляція може допомогти визначити розмір області, де виникає сигнал. Це стало ключем до перевірки двох основних гіпотез утворення FRB. Перша гіпотеза припускає, що швидкі радіосплески виникають через ударні хвилі, які поширюються від нейтронної зорі. Друга — що вони походять із магнітного поля зорі.
Аналіз CHIME виявив варіації яскравості сигналу, що підтвердили наявність сцинтиляції. Газ у материнській галактиці сигналу, ймовірно, частково спричинив цей ефект, який, своєю чергою, діяв як природна лінза, дозволяючи уточнити розміри джерела. Результати показали, що зона випромінювання FRB дуже мала — близько 10 тис. км у діаметрі. Для порівняння, якби сигнал виникав від ударних хвиль, ця область була б значно більшою.
Отримані дані підтверджують, що джерелом швидких радіосплесків є магнітне поле нейтронної зорі, хоча точний механізм їхнього утворення залишається загадкою. За словами Німмо, середовище навколо магнетарів містить величезну кількість енергії, яка перебуває на межі фізичних можливостей. Це явище настільки потужне, що ми можемо спостерігати його навіть через величезні космічні відстані.
Попри значний прогрес, багато аспектів фізики швидких радіосплесків потребують подальшого вивчення. Проте такі дослідження поступово наближають нас до розгадки цього космічного феномену.
Раніше ми повідомляли про те, як найвіддаленіший швидкий радіосплеск допоможе зважити Всесвіт.
За матеріалами news.mit.edu
