Астрономы из Северо-Западного университета и Университета Макгилла заявляют, что природа быстрых радиовсплесков (FRB) оказалась значительно сложнее, чем считалось. Новые наблюдения показали, что эти мощнейшие космические сигналы могут рождаться в неожиданных местах — например, в древних, «мёртвых» галактиках, что противоречит устоявшимся гипотезам.
С момента открытия первого быстрого радиовсплеска в 2007 году в научном сообществе доминировала теория, связывающая их с магнетарами — нейтронными звёздами с колоссальным магнитным полем, которые образуются в результате взрывов сверхновых в молодых, активных галактиках. Однако последние данные заставляют пересмотреть эту модель.
Неожиданный источник в старом космосе
«Каждый раз, когда нам кажется, что мы начинаем понимать какое-либо астрофизическое явление, Вселенная преподносит новый сюрприз, — говорит ведущий автор исследования Фан Вэньхуэй. — Именно этот диалог с космосом делает астрономию переходных процессов невероятно захватывающей областью науки».
В феврале 2024 года с помощью канадского эксперимента CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) был зафиксирован новый быстрый радиовсплеск, получивший обозначение FRB 20240209AA. За доли миллисекунды он выделил больше энергии, чем наше Солнце за целый год. Последовавшие наблюдения подтвердили ещё несколько подобных событий. Уникальность CHIME заключается в использовании сети вспомогательных спутников-«аутригеров», которые позволяют с высокой точностью определять область неба, откуда пришёл сигнал.
Мощные инструменты для глубокого анализа
Получив координаты, команда привлекла другие обсерватории мирового класса для детального изучения источника.
«Доступ к телескопам обсерватории Кека, одним из самых чувствительных и универсальных в мире, позволил нам получить беспрецедентно детальные данные, — объясняет Фан Вэньхуэй. — Это критически важно для изучения таких сложных объектов».
Кроме того, благодаря долгосрочной программе на обсерватории Джемини, возглавляемой соавтором исследования Тарране Эфтехари, учёные смогли посвятить сотни часов целенаправленному поиску и анализу быстрых радиовсплесков. «Эта программа только набирает обороты, и новое открытие задаёт ей отличный старт», — отмечает Фан.
Шокирующее открытие: древняя и массивная галактика
Результаты анализа оказались поразительными. Источником всплеска оказалась не молодая звёздообразующая галактика, а древняя эллиптическая галактика возрастом около 11,3 миллиарда лет, расположенная в 2 миллиардах световых лет от Земли. Компьютерное моделирование показало, что эта галактика невероятно массивна — её вес превышает массу Солнца в 100 миллиардов раз, и она обладает высокой светимостью.
«Мы были поражены, обнаружив, что эта галактика-хозяин настолько стара — значительно старше всех ранее известных галактик, связанных с FRB, — говорит соавтор работы. — Наши выводы оставались неизменными при любых проверках и допущениях в моделировании».
«Это, по-видимому, самая массивная из всех известных галактик, породивших быстрый радиовсплеск, — добавляет Тарране Эфтехари. — Она относится к числу крупнейших».
Ещё одна странность: расположение на периферии
Ситуацию усложнил и другой факт: сам всплеск произошёл не в центре или плотных областях галактики, а на её окраине, на расстоянии около 130 000 световых лет от центра. Для быстрых радиовсплесков, которые обычно ассоциируются с активными зонами звёздообразования, это нетипично.
«Из всех известных FRB этот находится дальше всего от центра своей родной галактики, — отмечает Вишваги Шах, аспирант Университета Макгилла, участвовавший в локализации источника. — Это удивительно, поскольку FRB ожидаются в регионах, где рождаются новые звёзды. Возникновение столь мощного события в таком «тихом» месте ставит перед нами новый вопрос: какие ещё механизмы могут его вызывать?»
Обратите внимание: Японские ученые осваивают технологии создания детей из клеток кожи.
Интересно, что в 2022 году был обнаружен похожий случай: FRB, исходящий с окраины спиральной галактики M81. Хотя типы галактик разные (спиральная и эллиптическая), сходство в поведении сигналов налицо.
«Тот всплеск в галактике M81, произошедший в плотном шаровом скоплении, уже однажды заставил нас усомниться в общепринятых моделях, — вспоминает Фан Вэньхуэй. — Тогда мы подумали, что это единичная аномалия. Но новый FRB от CHIME выглядит как его двойник: далёкое от центра расположение и старая, «пенсионная» галактика-хозяин. Это заставляет нас серьёзно рассматривать альтернативные, более экзотические сценарии происхождения».
В поисках объяснения аномалии
Одно из ведущих предположений учёных связывает этот FRB с плотным шаровым скоплением звёзд, где мог сформироваться магнетар нестандартным путём — например, в результате слияния старых звёздных остатков.
«Если этот повторяющийся FRB действительно связан со шаровым скоплением, то он станет вторым известным случаем такого рода, — говорит Вишваги Шах. — Если же нет, то нам придётся искать ещё более необычные объяснения».
«Очевидно, что быстрые радиовсплески таят в себе ещё много секретов, и изучение среды, в которой они возникают, — ключ к их разгадке», — заключает Тарране Эфтехари.
Дорога в будущее: новые инструменты и вопросы
Программа на телескопах Джемини дала отличный старт, но это лишь начало большого пути.
«Благодаря долгосрочным программам, таким как Gemini, и новому этапу работы CHIME, который позволит точно локализовать сотни FRB, у нас появится уникальная возможность изучить всё разнообразие сред, порождающих эти загадочные сигналы», — подчёркивает Эфтехари, говоря о планах на будущее.
Учёные надеются получить время для наблюдений на космическом телескопе имени Джеймса Уэбба, чтобы изучить непосредственное окружение источника всплеска с беспрецедентной детализацией.
«В свете этого открытия мы уже подали заявку на наблюдения на JWST, чтобы лучше понять точное происхождение этого FRB», — делится Эфтехари.
Впереди — ответы на фундаментальные вопросы. «По мере накопления данных мне интересно, проявятся ли какие-то закономерности, — размышляет исследовательница. — Будут ли повторяющиеся FRB чаще встречаться в определённых типах галактик? Существует ли связь между характеристиками самого сигнала и свойствами галактики-хозяина?»
Все последние новости астрономии читайте на New-Science.ru
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.