Міжнародна група астрономів виявила другий постійно активний швидкий радіосплеск. Відкриття додає нові питання щодо природи цих загадкових явищ.
Швидкі радіосплески (Fast radio bursts, FRB) — це інтенсивні, короткі спалахи радіочастотного випромінювання, які тривають кілька мілісекунд. Явище виявили в 2007 році аспірант Девід Наркевич (David Narkevic) і його науковий керівник Дункан Лорімер (Duncan Lorimer). Джерело цих явищ з дуже великою енергією досі є загадкою, але науковці поступово збирають свідчення щодо їх природи.
Нове джерело, Fast radio burst 20190520B, виявлено за допомогою радіотелескопа з п’ятсотметровою сферичною апертурою (FAST) в Гуйчжоу (Китай) 20 травня 2019 року. Вдруге сплеск зафіксували у листопаді того ж року.
Подальші спостереження, виконані за допомогою Дуже великого масиву антен Янського (Jansky Very Large Array, VLA), дали змогу виявити слабке, постійне радіовипромінювання, пов’язане з FRB. Це уможливило локалізацію джерела випромінювання. Телескоп «Субару» (Subaru) зафіксував його в межах карликової галактики, що лежить від Землі на відстані майже 3 мільярд світлових років.
Примітно, що це другий повторюваний FRB, пов’язаний із постійним радіоджерелом (persistent radio source, PRS), який вдалося виявити. Перший FRB 121102 було знайдено у 2012 році.
«Великим сюрпризом для мене стало те, що новий FRB здається таким ідеальним «близнюком» з його попередником», — сказав Кейсі Лов (Casey Law), астроном з Каліфорнійського технологічного університету та співавтор дослідження. Він очолював програму спостережень на VLA.
«Можливо, дехто вважав за краще сказати, що перший такий зв’язок (між FRB і радіоджерелом) є випадковістю, бо це було важко пояснити. Тепер другий приклад показує, що це реальна і важлива особливість швидких радіосплесків».
Відкриття ставить нові питання про природу FRB, наприклад, чи змінюються джерела FRB з часом, або чи можуть швидкі радіосплески мати різні види джерел.
«Одним із основний питань щодо FRB є те, чи всі джерела дають повторні швидкі радіосплески», — сказав Ді Лі (Di Li) з Національної астрономічної обсерваторії Китаю (National Astronomical Observatories of China, NAOC). Він очолює дослідження Commensal Radio Astronomy FAST (CRAFTS) в ході якого виявили FRB 190520B. «Я особисто віддаю перевагу еволюційній картині, тобто всі джерела повторюють випромінювання, але рівень активності швидко спадає зі старінням джерела. Оскільки FRB 20190520B є лише другим із приблизно 500 відомих FRB, який має так званий аналог PRS, і обидва дуже активні, вони могли б у цій гіпотетичній еволюційній картині представляти молодість FRB, яка триває недовго».
Іншою незвичною особливістю FRB 190520B є рівень дисперсії сигналу. Вона вказує на те, що випромінювання пройшло крізь щільну хмару електронів — найщільнішу серед усіх FRB. Це означає, що FRB активний у локальному плазмовому середовищі, наприклад, створеному надновою, і виник нещодавно.
Хоча значення дисперсії дає уявлення про навколишнє середовище FRB 190520B, велика розбіжність у вимірюваннях цієї характеристики, як порівняти з іншими FRB, ставить під сумнів використання швидких радіосплеків у якості «космічних критеріїв» для вимірювання відстаней.
Франц Кірстен (Franz Kirsten), докторант Нідерландського інституту радіоастрономії (ASTRON) та Університету Чалмерса в Швеції, який не брав участі в дослідженні, сказав, що еволюційний шлях для FRB можливий, але на підставі лише двох джерел про це говорити рано.
«Нам треба знайти більше і обмежити цю еволюційну стадію моделі. Нам справді потрібно виявити більше FRB іншого віку, щоб сказати упевнено — ця річ зникає весь час», — сказала Кірстен. «Було б дуже приємно побачити, як ці постійні джерела дійсно згасають з часом, скажімо, протягом 10—20 років. Якщо ми з’ясуємо, що вони стають слабшими, то це, безумовно, буде доказом такої моделі».
Щоб привернути увагу до результатів дослідження, його співавтор Ю Венфей (Yu Wenfei) з Шанхайської астрономічної обсерваторії, сказав: «Механізми, відповідальні за додаткову міру дисперсії, і середовище, де міститься джерело таких повторюваних FRB, пов’язаних з PRS, — це великі проблеми, які слід мати на увазі й, зрештою, вирішити». «Я оптимістично налаштований на те, що загадка швидких радіосплесків буде вирішена шляхом дослідження таких екстремальних FRB», — сказав Ю.
Ді також вбачає велике значення у відкритті більше повторюваних джерел FRB, а також намагається отримати набагато краще уявлення про середовище, в якому вони відбуваються. Для цього науковець планує, наприклад, виконати подальші спостереження за допомогою Космічного телескопа імені Габбла.
Співпраця між астрономами та науковими організаціями по всьому світу матиме вирішальне значення для пошуку, локалізації та з’ясування характеристик цих загадкових явищ, як це було у випадку з FRB 190520B.
«Це відкриття неможливе без міжнародної співпраці. Явище зареєстрували за допомогою FAST, але тільки VLA здатна так ефективно локалізувати його. Кожен інструмент має свої сильні сторони, і ми всі маємо одне небо», — сказав Ді.
Результати дослідження оприлюднив 8 червня поточного року онлайн журнал Nature.
За інф. з сайту www.space.com підготував Іван Крячко
