Астрономам из Массачусетского технологического института удалось обнаружить быстрый радиовсплеск и отследить его источник. Научная статья, описывающая открытие, опубликована 1 января в журнале Nature.
Быстрые радиовсплески – непредсказуемые и очень короткие события длиной в несколько миллисекунд. Каждый из них высвобождает энергию, во много раз превышающую количество той, которую Солнце излучает за несколько дней. Ежедневно на небе вспыхивают тысячи радиовсплесков, но большинство из них происходят из галактик в миллиардах световых лет от Земли. Первый из таких был обнаружен в 2007 году. Предполагается, что их источниками могут быть компактные объекты, например, чёрные дыры или нейтронные звёзды.
Точные причины возникновения быстрых радиовсплесков до сих пор не установлены. Некоторые модели предсказывают, что они формируются напрямую из магнитосферы компактного объекта. Другие предполагают, что их источник находится значительно дальше и связан с ударной волной, распространяющейся от центрального объекта.
В новой работе исследователи сосредоточились на уже известном всплеске под названием FRB 20221022A. Он был открыт с помощью массива радиотелескопов CHIME и исходил из галактики на расстоянии около 200 миллионов световых лет от нас. Астрономы установили его точное местоположение с помощью новой методики, которая может быть применена и к другим быстрым радиовсплескам.
Команда проанализировала сцинтилляцию всплеска. Этот эффект возникает, когда свет от яркого источника проходит через другую среду, такую как межзвёздный газ, и наблюдателю кажется, что объект мерцает. Чем источник дальше и меньше, тем сильнее колеблется его яркость. Учёные предположили, что если они определят степень сцинтилляции, то смогут вычислить размер области, из которой исходит всплеск. Чем меньше область, тем ближе всплеск к источнику, и тем больше вероятность того, что он произошёл из магнитосферы объекта. С другой стороны, бóльшая область подтвердит гипотезу об ударной волне.
Отличительной особенностью изученного радиовсплеска являлся его сильно поляризованный свет. Он натолкнул учёных на мысль, что источник излучения вращается, что ранее наблюдалось у пульсаров – нейтронных звёзд с очень мощным магнитным полем. Это позволило предположить, что сигнал мог возникнуть в непосредственной близости от источника.
По оценкам, радиовсплеск произошёл из очень близкого к нейтронной звезде региона в радиусе не более 10 тысяч километров. Такой результат подтверждает гипотезу возникновения быстрых радиовсплесков из магнитосферы компактных объектов. Если бы сигнал исходил от ударной волны, исследователи ожидали бы обнаружить его на расстояниях в десятки миллионов километров. Более того, в таком случае сцинтилляция не была бы видна.
Теперь учёные планируют применить свой метод для изучения других быстрых радиовсплесков: анализ сцинтилляции может помочь разобраться в физических механизмах, которые приводят к этим событиям.