Астрономи виявили дивовижне місце розташування швидкого радіосплеску

Вперше астрономи простежили швидкий радіосплеск (FRB) до околиць давньої, мертвої, еліптичної галактики — безпрецедентне місце для явища, яке раніше асоціювалося з набагато молодшими галактиками.

Про відкриття розповідають в Північно-Західному університеті, Університеті Макгілла та в Каліфорнійському університеті в Берклі, передають OstanniPodii.com.

Опис цього відкриття був опублікований в Astrophysical Journal Letters 21 січня в двох статтях: "Повторюване джерело швидкого радіосплеску на околицях спокійної галактики" та "Масивна й спокійна еліптична галактика-господар повторюваного швидкого радіосплеску FRB 20240209A".

FRB -- це інтенсивні, мілісекундні спалахи радіоенергії, що випромінюються далекими галактиками та генерують більше енергії за один швидкий сплеск, ніж наше Сонце випромінює за цілий рік. Хоча більшість з FRB є ізольованими, деякі повторюються час від часу, що робить їх ключовими об′єктами для визначення їхнього точного місцезнаходження на небі.

Астрономи вперше виявили новий швидкий радіосплеск, який отримав назву FRB 20240209A, у лютому 2024 року за допомогою Канадського експерименту з картування інтенсивності водню (CHIME). Подія спалахувала неодноразово: між першим сплеском у лютому та липнем те саме джерело виробило ще 21 імпульс. Використовуючи телескопи-компаньйони -- так звані аутригери -- до оригінальної радіорешітки CHIME, астрономи визначали конкретне місце розташування FRB 20240209A на небі. Після цього команда поспішила використати телескопи обсерваторій В. М. Кека та Джеміні, щоб дослідити навколишнє середовище, в якому відбувалася подія.

Замість того, щоб знайти молоду галактику, ці спостереження несподівано виявили, що FRB виник на краю галактики віком 11,3 мільярда років, розташованої всього за 2 мільярди світлових років від Землі. Молоді зоряні залишки, які, на думку теоретиків, виробляють ці мілісекундні сплески радіохвиль, мали б давно зникнути в такій старій галактиці.

"Переважає теорія, що FRB походять від магнетарів, які утворюються в результаті колапсу ядра наднових", - говорить Тарранех Ефтехарі з Північно-Західного університету, яка очолювала одне з досліджень і була співавтором іншого. "Тут, схоже, все не так. Хоча молоді масивні зорі закінчують своє життя як наднові з колапсом ядра, ми не бачимо жодних ознак молодих зірок у цій галактиці. Завдяки цьому новому відкриттю вимальовується картина, яка показує, що не всі FRB походять від молодих зір. Можливо, існує субпопуляція FRB, яка пов′язана зі старими системами".

Щоб дізнатися більше про цю незвичайну галактику-господаря, команда використовувала високопродуктивні комп′ютери для моделювання. Вони виявили, що галактика надзвичайно яскрава та неймовірно масивна -- у 100 мільярдів разів перевищує масу нашого Сонця.

"Схоже, це наймасивніша галактика-господар FRB на сьогодні", - каже Ефтехарі. "Вона входить до числа наймасивніших галактик у космосі".

Але, в той час, як більшість FRB зароджуються в межах своїх галактик, команда простежила FRB 20240209A до околиць його дому -- 130 000 світлових років від центру галактики, де існує небагато інших зірок.

"Серед популяції FRB, ця FRB розташована найдалі від центру своєї галактики", - каже Вішвангі Шах, аспірантка Макгілла, яка очолювала зусилля з визначення походження FRB. "Це одночасно дивно й захопливо, оскільки очікується, що FRB зароджуються всередині галактик, часто в зоряних регіонах. Розташування цього FRB так далеко на краю галактики-господаря ставить питання про те, як такі енергійні події можуть відбуватися в регіонах, де не утворюються нові зорі".

В одному з досліджень обговорюється ймовірність того, що новий FRB виник у щільному кульовому скупченні. Такі скупчення є перспективними місцями для магнетарів, які, можливо, утворилися за допомогою інших механізмів і пов′язані зі старішими зорями, зокрема, внаслідок злиття двох нейтронних зір або колапсу білого карлика під дією власної гравітації.

"Походження цього повторюваного FRB з кульового скупчення є найбільш вірогідним сценарієм для пояснення того, чому цей FRB розташований зовні своєї галактики", - сказала Шах. "Ми не знаємо напевно, чи існує кульове скупчення в місці розташування FRB, і подали пропозицію використати космічний телескоп Джеймса Вебба для подальших спостережень за розташуванням FRB. Якщо так, то цей FRB стане лише другим FRB, про який відомо, що він перебуває в кульовому скупченні. Якщо ні, нам доведеться розглядати альтернативні екзотичні сценарії походження FRB".

Інший швидкий радіосплеск, про який згадує Шах, був виявлений у 2022 році. Він виходив зі щільного скупчення зірок на краю Мессьє 81 (M81), грандіозної спіральної галактики, розташованої на відстані близько 12 мільйонів світлових років від Землі.

"Очевидно, що існує ще багато захопливих відкриттів, коли справа доходить до FRB, - каже Ефтехарі, - і що їхнє середовище може містити підказку до розкриття їхніх таємниць".

"Цей новий FRB показує нам, що саме тоді, коли ви думаєте, що розумієте астрофізичне явище, всесвіт розвертається й дивує нас", - сказав Вень-фай Фонг з Північно-Західного університету, старший автор обох досліджень. "Цей "діалог" зі Всесвітом -- це те, що робить нашу галузь астрономії часової області такою неймовірно захопливою".

OstanniPodii.com

• Швидкі радіосплески