Астрономи відстежили швидкі радіо-сплески до спіральних рукавів галактик

Ці загадкові спалахи радіоенергії, що зникають в одну мить, походять з молодих масивних галактик.

Нове дослідження дозволило відстежити місцезнаходження п'яти коротких потужних радіо-спалахів до спіральних рукавів п'яти далеких галактик, розповідають в Каліфорнійському університеті в Санта-Круз.

Ці надзвичайні події, які називаються швидкими радіосплесками (ШРС), генерують стільки енергії за тисячну долі секунди, скільки Сонце виробляє за рік. Оскільки ці швидкоплинні радіоімпульси зникають за мить, дослідникам важко відстежити, звідки вони беруться, а тим більше визначати, який тип об’єктів їх спричиняє. Тому здебільшого астрономи не знають, де саме шукати.

Визначення місця, звідки походять ці спалахи, і, зокрема, з яких галактик вони походять, має важливе значення для визначення того, які астрономічні події викликають такі інтенсивні сплески енергії. У новому дослідженні, прийнятому до публікації в Astrophysical Journal та доступному онлайн, астрономи використовували космічний телескоп Хаббл для вивчення восьми ШРС, що допомогло зменшити список можливих джерел ШРС.

Спалах уночі

Перший ШРС був виявлений в архівних даних, зафіксованих радіообсерваторією Паркса 24 липня 2001 року. З тих пір астрономи виявили до 1000 ШРС, але тільки 15 з них вони змогли пов’язати з конкретними галактиками.

“Наші результати нові та захопливі. Це перший погляд на популяцію ШРС з високою роздільною здатністю, і Хаббл показує, що п’ять з них локалізовані поблизу або на спіральних рукавах галактик”, - каже провідна автор Олександра Меннінгс, аспірант з астрономії та астрофізики Каліфорнійського університету в Санта-Круз. “Більшість цих галактик масивні, відносно молоді і все ще утворюють зірки. Візуалізація дозволяє нам краще зрозуміти загальні властивості галактики-господаря, такі як її маса та швидкість зореутворення, а також дослідити, що відбувається прямо в місці ШРС, оскільки Хаббл має таку чудову роздільну здатність".

Співавтор Дж. Ксав'є Прочаска, професор астрономії та астрофізики в тому ж виші, додає: “Ми стаємо все більш оптимістичними в тому, що, препаруючи місця, які передають ШРС, ми повністю розгадаємо таємницю їх походження”.

У новому дослідженні астрономи не тільки прив’язали всі ШРС до їхніх галактик, але також визначили властивості типів локацій, з яких вони походять. Хаббл спостерігав одне з місць розташування ШРС у 2017 році, а решту сім — у 2019 та 2020 роках.

“Ми не знаємо, що спричиняє ШРС, тому дійсно важливо використовувати контекст, коли він у нас є”, - сказав співавтор Вень-Фай Фонг з Північно-Західного університету в Еванстоні, штат Іллінойс. “Ця техніка дуже добре працювала для виявлення родоначальників інших типів перехідних процесів, таких як наднові та сплески гамма-випромінювання”.

Галактики в дослідженні існували мільярди років тому, з цієї причини астрономи бачать світло від них так, як вони виглядали приблизно в половині сучасного віку Всесвіту.

Новини за подібною темою:

		Виявлено таємниче джерело енергії, не схоже ні на що, що астрономи бачили раніше
		Зафіксовано високочастотні коливання у гігантському виверженні нейтронної зорі
		Астрономи можливо виявили новий магнітар

Багато з них такі ж масивні, як наш Чумацький Шлях. Спостереження проводилися в ультрафіолетовому та ближньому інфрачервоному світлі за допомогою “Ширококутної камери 3” на Хабблі. В ультрафіолетовому світлі простежується світіння молодих зірок, нанизаних уздовж звивистих рукавів спіральних галактик. Дослідники використовували візуалізацію у ближньому інфрачервоному діапазоні для обчислення маси галактик та виявлення місця проживання найбільш старих популяцій зірок.

Місцезнаходження, Місцезнаходження, Місцезнаходження

Зображення демонструють різноманітну структуру спіральних рукавів, від щільно закручених до більш розсіяних, показуючи, як зірки розподілені вздовж цих виразних особливостей. У спіральних рукавах галактик простежується розподіл молодих масивних зірок. Однак знімки Хаббла показують, що ШРС, знайдені поблизу спіральних рукавів, походять не з найяскравіших регіонів, які палають світлом від здоровенних зірок. Зображення допомагають підтримати уявлення, що ШРС, скоріш за все, походять не від наймолодших, наймасивніших зірок.

Ці підказки допомогли дослідникам виключити деякі з можливих типів зоряних об'єктів, які, як вважається, спричиняють ці блискучі спалахи, включаючи вибухову смерть наймолодших, наймасивніших зірок, які генерують сплески гамма-променів та деякі типи наднових. Іншим малоймовірним джерелом є злиття нейтронних зірок — здавлених ядер зірок, які закінчують своє життя вибухами наднових. Ці злиття тривають мільярди років, і зазвичай вони знаходяться далеко від спіральних рукавів старих галактик, де більше не утворюються зірки.

Магнітні монстри

Однак, результати команди узгоджуються з провідною моделлю, згідно з якою ШРС походять від спалахів молодих магнітарів. Магнітари — це тип нейтронних зірок з потужними магнітними полями. Їх називають найсильнішими магнітами у Всесвіті, які мають магнітне поле, яке в 10 трильйонів разів потужніше магніту на дверцятах холодильника. Минулого року астрономи пов’язали спостереження за ШРС, який був помічений в нашій галактиці Чумацький Шлях, з областю, де знаходиться відомий магнітар.

“Завдяки своїм сильним магнітним полям магнітари досить непередбачувані”, - пояснює Фонг. “У цьому випадку вважається, що ШРС походять від спалахів молодих магнітарів. Масивні зірки проходять зоряну еволюцію і стають нейтронними зірками, деякі з яких можуть бути сильно намагнічені, що призводить до спалахів та магнітних процесів на їх поверхнях, які можуть випромінювати радіосвітло. Наше дослідження відповідає цьому уявленню і виключає або дуже молодих, або дуже старих родоначальників ШРС”.

Спостереження також допомогли дослідникам зміцнити зв'язок ШРС з масивними, зореутворювальними галактиками. Попередні наземні спостереження за деякими можливими галактиками-господарями ШРС не дозволили виявити у багатьох з них такі структури, як спіральні рукави. Тому астрономи не могли виключити можливість того, що ШРС походять з карликової галактики, що ховається під масивною. За словами співавтора дослідження Суніла Сімхи, аспіранта Каліфорнійського університету в Санта-Крузі, в новому дослідженні ретельна обробка і аналіз зображень дозволили вченим виключити карликові галактики.

Хоча результати Хаббла є захопливими, дослідники кажуть, що їм потрібно більше спостережень, щоб скласти більш чітке уявлення щодо цих загадкових спалахів та більш кращого визначення їх джерел.

“Ми розраховуємо виявити та визначити ще 100 подій протягом найближчих кількох років, щоб значно просунути це дослідження”, - сказала Прочаска.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• Магнітари