Мощные радиовсплески связаны с массивными галактиками, установило исследование

Результаты свидетельствуют, что быстрые радиовсплески чаще всего происходят из галактик, которые активно формируют более массивные звезды, и также предоставляют подсказку относительно образования магнетаров.

Об этом рассказывается в пресс-релизе Калифорнийского технологического института (Калтех), передают OstanniPodii.com.

Со времени своего открытия в 2007 году быстрые радиовсплески (FRB) -- чрезвычайно энергичные импульсы излучения в радиодиапазоне -- неоднократно освещали небо, побуждая астрономов к поискам их происхождения. Сейчас подтвержденных FRB насчитывается сотни, и ученые собрали все больше доказательств того, что их вызывает: сильно намагниченные нейтронные звезды, известные как магнетары. Одно из ключевых доказательств появилось, когда магнетар вспыхнул в нашей галактике, и несколько обсерваторий, включая проект STARE2 (Обзор транзиентных астрономических радиоизлучений 2) Калтеха, зафиксировали это явление в режиме реального времени.

Теперь, сообщая в журнале Nature, исследователи под руководством Калтеха выяснили, где FRB чаще возникают в галактиках, образующих более массивные звезды, чем с низкой массой. Этот вывод, в свою очередь, привел к новым идеям о том, как формируются сами магнетары. В частности, работа предполагает, что эти экзотические мертвые звезды, магнитные поля которых в 100 триллионов раз сильнее земных, часто образуются, когда две звезды сливаются, а затем взрываются в сверхновой. Ранее было непонятно, образуются ли магнетары именно таким образом, от взрыва двух слившихся звезд, или же они могут образоваться при взрыве одной звезды.

"Огромная мощность магнетаров делает их одними из самых захватывающих и экстремальных объектов во Вселенной", - говорит Критти Шарма, ведущий автор нового исследования, аспирантка, которая работает с Викрамом Рави, доцентом кафедры астрономии Калтеха. "Очень мало известно о том, что вызывает образование магнетаров после смерти массивных звезд. Наша работа помогает ответить на этот вопрос".

Проект начался с поиска FRB с помощью DSA-110 (Глубокая синоптическая решетка-110), проекта Калтеха, финансируемого Национальным научным фондом и базирующегося в Радиообсерватории Оуэнс-Вэлли вблизи Бишопа, штат Калифорния. На сегодня разветвленная радиоантенная решетка обнаружила и локализовала 70 FRB в конкретных галактиках их происхождения (только 23 других FRB были локализованы другими телескопами). В текущем исследовании ученые проанализировали 30 из этих локализованных FRB.

"DSA-110 более чем удвоил количество FRB с известными галактиками-хозяевами", - говорит Рави. "Это то, для чего мы построили массив".

Хотя известно, что FRB случаются в галактиках, которые активно формируют звезды, команда, к своему удивлению, обнаружила, что FRB чаще случаются в галактиках с образованием более крупных звезд, чем в галактиках с образованием звезд с низкой массой. Это уже само по себе было интересно, поскольку ранее астрономы считали, что FRB происходят из всех типов активных галактик.

Получив эту новую информацию, команда начала размышлять над тем, что результаты показали о FRB. Массивные галактики, как правило, богаты металлами, поскольку металлы в нашей вселенной -- элементы, которые производятся звездами -- накапливаются в течение космической истории. Тот факт, что FRB чаще встречаются в этих богатых металлами галактиках, означает, что источники FRB, магнетары, также чаще встречаются в этих типах галактик.

Звезды, богатые металлами -- что в астрономических терминах означает элементы, тяжелее водорода и гелия, -- имеют тенденцию расти большими, чем другие звезды. "Со временем, по мере роста галактик, следующие поколения звезд обогащают галактики металлами по мере того, как они эволюционируют и умирают", - говорит Рави.

Более того, массивные звезды, которые взрываются сверхновыми и могут стать магнетарами, чаще встречаются в парах. На самом деле 84 процента массивных звезд -- это двойные. Итак, когда одна массивная звезда в двойной раздувается из-за избыточного содержания металла, ее избыточный материал перетягивается к звезде-партнеру, что способствует окончательному слиянию двух звезд. Эти слитые звезды будут иметь большее суммарное магнитное поле, чем одиночная звезда.

"Звезда с большим содержанием металла раздувается, стимулирует массообмен, что приводит к слиянию, образуя еще более массивную звезду с суммарным магнитным полем, больше того, которое имела бы отдельная звезда", - объясняет Шарма.

Таким образом, поскольку FRB преимущественно наблюдаются в массивных и богатых металлами звездообразующих галактиках, то магнетары (которые, как считается, вызывают FRB), вероятно, также формируются в богатых металлами средах, благоприятных для слияния двух звезд. Таким образом, результаты указывают на то, что магнетары во Вселенной возникают из остатков слияния звезд.

В будущем команда надеется найти больше FRB и места их происхождения с помощью DSA-110, а затем и DSA-2000, еще большей радиорешетки, которую планируют построить в пустыне Невада и завершить в 2028 году.

"Этот результат является важной вехой для всей команды DSA. Многие авторы этой статьи помогали строить DSA-110", - говорит Рави. "И тот факт, что DSA-110 так хорошо локализует FRB, обещает успех DSA-2000".