Ученые из Северо-Западного университета и Университета Макгилла говорят, что загадка быстрых радиовсплесков (FRB), которая годами озадачивала астрономов, более тонка, чем считалось ранее. Они обнаружили, что быстрые радиовсплески испускаются из неожиданной точки происхождения: древней, мертвой галактика.
С тех пор как астрономы открыли первый FRB в 2007 году, сформировался консенсус вокруг гипотезы о том, что эти вспышки возникают из-за магнетаров, образовавшихся в результате коллапса ядер сверхновых в молодых галактиках.
Теперь, основываясь на детальных результатах двух новых исследований, исследователи пересматривают эти предположения, поскольку недавно обнаруженный FRB не соответствует стандартному поведению.
Новый FRB, старый космос
«Этот новый быстрый радиовсплеск показывает нам, что как только вы думаете, что поняли астрофизическое явление, Вселенная разворачивается и удивляет нас», — сказал ведущий автор Фан Вэньхуэй. «Этот «диалог» со Вселенной создает нашу область астрономии во временной области невероятно захватывающе».
В феврале 2024 года астрономы использовали канадский эксперимент по картированию интенсивности водорода (CHIME), чтобы впервые обнаружить FRB 20240209AA. За считанные миллисекунды вспышка выделяет больше энергии, чем Солнце за год. С февраля по июль произошло 22 таких события, шесть из которых были подтверждены телескопами, расположенными в нескольких километрах от CHIME. CHIME оснащен несколькими спутниками, называемыми аутригерами, для более точного определения мест появления быстрых радиовсплесков в небе.
Углубление поиска
Вооружившись этими координатами, команда Northwestern расширила исследование, включив в него другие передовые платформы для идентификации источников FRB.
«Северо-Западный университет имеет специализированный доступ к обсерватории Кека, что позволяет нам использовать телескоп. Поскольку обсерватория Кека является одной из самых чувствительных обсерваторий в мире и имеет чрезвычайно универсальный набор инструментов, этот доступ важен для беспрецедентных подробностей имеют решающее значение для чувствительных астрономических наблюдений Млечного Пути», — сказал Фанг.
Кроме того, Тарране Эфтехари, ведущий автор одного исследования и соавтор другого, является главным исследователем крупных и долгосрочных проектов в обсерватории Джемини. "Это позволило ей в течение нескольких лет посвятить изучению быстрых радиовсплесков сотни часов. Программа только началась, так что с этим новым открытием мы положим хорошее начало", - сказал Фанг.
Анализ древнего и массивного источника быстрых радиовсплесков
Проанализировав данные, собранные командой, они пришли к шокирующим результатам. Астрономы были удивлены, обнаружив в 2 миллиардах световых лет от Земли эллиптическую галактику возрастом 11,3 миллиарда лет, а не более молодые галактики, обычно связанные с быстрыми радиовсплесками. Затем команда провела компьютерное моделирование и обнаружила, что галактика в 100 миллиардов раз массивнее Солнца и чрезвычайно яркая.
«Мы были очень удивлены, обнаружив, что эта галактика очень старая — намного старше, чем любая другая родительская галактика FRB, которую мы видели до сих пор», — сказал Эвертар. «Когда мы протестировали наше моделирование при разных предположениях, наши выводы остались неизменными».
«Похоже, это самая массивная родительская галактика FRB», — добавил Эфткари. «Это одна из крупнейших галактик».
Дальнейшее странное поведение быстрых радиовсплесков
Более того, происхождение FRB несовместимо с пустынной областью космоса в 130 000 световых лет от центра Млечного Пути. Обычно ожидается, что быстрые радиовсплески будут исходить из более концентрированных мест.
«Из всех быстрых радиовсплесков этот находится дальше всего от центра галактики, в которой он находится», — сказал Вишваги Шах, аспирант Университета Макгилла, который возглавлял усилия по определению происхождения быстрого радиовсплеска. «Это одновременно удивительно и захватывающе, поскольку ожидается, что FRB возникают внутри галактик, обычно в областях звездообразования.
Обратите внимание: Японские ученые осваивают технологии создания детей из клеток кожи.
Расположение этого FRB так далеко от родительской галактики поднимает вопрос о том, где еще не сформировались новые звезды. Как могло такое произойти? В регионе произойдет высокоэнергетическое событие».В 2022 году международная группа обнаружила еще один быстрый радиовсплеск, исходящий от края родительской галактики. Взрыв произошел на окраине спиральной галактики М81, примерно в 12 миллионах световых лет от Земли. Несмотря на то, что они происходят из разных типов галактик (спиральных и эллиптических), события очень похожи.
«Несколько лет назад быстрый радиовсплеск из галактики M81 был неожиданно обнаружен в плотном скоплении звезд, называемом шаровым скоплением», — сказал Фонг. «Это событие в одиночку разрушило общепринятое мышление и заставило нас исследовать другие сценарии происхождения быстрых радиовсплесков. С тех пор подобных быстрых радиовсплесков не наблюдалось, и до сих пор мы думали, что это единичное открытие».
«На самом деле, этот FRB от CHIME может быть двойником события M81. Он находится очень далеко от своей родной галактики (далеко от того места, где рождаются звезды), а звездное население в ее родной галактике очень старое. Она уже прошел свой расцвет, сейчас на пенсии», — продолжил Фанг. «В то же время радует то, что столь древняя среда заставляет нас пересмотреть стандартную модель происхождения быстрых радиовсплесков и обратиться к более экзотическим каналам образования».
Эти недавние FRB противоречат подавляющему большинству из почти 100 известных FRB, которые, как полагают, происходят из магнетаров в центрах молодых галактик.
Объяснение аномального быстрого радиовсплеска
Новое исследование пришло к выводу, что плотное шаровое звездное скопление – вероятное место расположения магнетаров – образовалось необычным образом из более старых звезд.
«Происхождение этого повторяющегося FRB в шаровом скоплении является наиболее вероятным объяснением того, почему этот FRB расположен за пределами родительской галактики», — сказал Шах. «Если это так, то это сделает этот FRB шаровидным. Второй известный быстрый радиовсплеск в звездном скоплении. Если нет, то нам придется рассматривать другие экзотические сценарии возникновения быстрых радиовсплесков».
«Очевидно, что в отношении быстрых радиовсплесков предстоит сделать еще более интересные открытия», — добавил Эфткари, — «и их окружающая среда может содержать ключ к разгадке их секретов».
Продолжение поиска
Как отмечает Фонг, проект «Близнецы» дал хорошее начало, но это только начало.
«Благодаря большой и долгосрочной программе Gemini и этапу CHIME, который позволит точно определить местоположение сотен FRB в небе, у нас есть уникальная возможность изучить разнообразие сред, в которых появляются эти загадочные сигналы», — сказал Эфтекхари, подчеркнув, как Она и ее коллеги воспользуются этой инициативой в будущем.
Даже имея все эти ресурсы, астрономы Северо-Западного университета и Макгилла надеются еще больше расширить свои возможности, обеспечив себе желанное время на космическом телескопе Джеймса Уэбба.
«В результате этого события мы обратились в проект телескопа Джеймса Уэбба в надежде изучить ближайшее окружение FRB, чтобы узнать больше о его точном происхождении», — сказал Эфткари.
«В более широком смысле, поскольку мы собираем больше данных и локализуем быстрые радиовсплески в родительских галактиках, мне будет интересно посмотреть, начнут ли проявляться какие-либо закономерности», — заключил Эфткари, отметив, что остается много вопросов.
«Обнаружим ли мы, что повторяющиеся быстрые радиовсплески чаще происходят в определенных типах галактик? Есть ли корреляция между самими сигналами FRB и типами галактик, в которых они возникают?»
Все последние новости астрономии читайте на New-Science.ruБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.