Астрономы обнаружили удивительное место расположения быстрого радиовсплеска

Впервые астрономы проследили быстрый радиовсплеск (FRB) до окрестностей древней, мертвой, эллиптической галактики — беспрецедентное место для явления, которое ранее ассоциировалось с гораздо более молодыми галактиками.

Об открытии рассказывают в Северо-Западном университете, Университете Макгилла и в Калифорнийском университете в Беркли, передают OstanniPodii.com.

Описание этого открытия было опубликовано в Astrophysical Journal Letters 21 января в двух статьях: "Повторяющийся источник быстрого радиовсплеска в окрестностях спокойной галактики" и "Массивная и спокойная эллиптическая галактика-хозяин повторяющегося быстрого радиовсплеска FRB 20240209A".

FRB -- это интенсивные, миллисекундные вспышки радиоэнергии, излучаемые далекими галактиками и генерирующие больше энергии за один быстрый всплеск, чем наше Солнце излучает за целый год. Хотя большинство из FRB являются изолированными, некоторые повторяются время от времени, что делает их ключевыми объектами для определения их точного местонахождения на небе.

Астрономы впервые обнаружили новый быстрый радиовсплеск, получивший название FRB 20240209A, в феврале 2024 года с помощью Канадского эксперимента по картированию интенсивности водорода (CHIME). Событие вспыхивало неоднократно: между первым всплеском в феврале и июлем тот же источник произвел еще 21 импульс. Используя телескопы-компаньоны -- так называемые аутригеры -- к оригинальной радиорешетке CHIME, астрономы определяли конкретное местоположение FRB 20240209A на небе. После этого команда поспешила использовать телескопы обсерваторий В. М. Кека и Джемини, чтобы исследовать окружающую среду, в которой происходило событие.

Вместо того, чтобы найти молодую галактику, эти наблюдения неожиданно обнаружили, что FRB возник на краю галактики возрастом 11,3 миллиарда лет, расположенной всего в 2 миллиардах световых лет от Земли. Молодые звездные остатки, которые, по мнению теоретиков, производят эти миллисекундные всплески радиоволн, должны были бы давно исчезнуть в такой старой галактике.

"Преобладает теория, что FRB происходят от магнетаров, которые образуются в результате коллапса ядра сверхновых", - говорит Тарранех Эфтехари из Северо-Западного университета, которая возглавляла одно из исследований и была соавтором другого. "Здесь, похоже, все не так. Хотя молодые массивные звезды заканчивают свою жизнь как сверхновые с коллапсом ядра, мы не видим никаких признаков молодых звезд в этой галактике. Благодаря этому новому открытию вырисовывается картина, которая показывает, что не все FRB происходят от молодых звезд. Возможно, существует субпопуляция FRB, которая связана со старыми системами".

Чтобы узнать больше об этой необычной галактике-хозяине, команда использовала высокопроизводительные компьютеры для моделирования. Они обнаружили, что галактика чрезвычайно яркая и невероятно массивная -- в 100 миллиардов раз превышает массу нашего Солнца.

"Похоже, это самая массивная галактика-хозяин FRB на сегодня", - говорит Эфтехари. "Она входит в число самых массивных галактик в космосе".

Но, в то время, как большинство FRB зарождаются в пределах своих галактик, команда проследила FRB 20240209A до окрестностей его дома -- 130 000 световых лет от центра галактики, где существует немного других звезд.

"Среди популяции FRB, эта FRB расположена дальше всего от центра своей галактики", - говорит Вишванги Шах, аспирантка Макгилла, которая возглавляла усилия по определению происхождения FRB. "Это одновременно удивительно и захватывающе, поскольку ожидается, что FRB зарождаются внутри галактик, часто в звездных регионах. Расположение этого FRB так далеко на краю галактики-хозяина ставит вопрос о том, как такие энергичные события могут происходить в регионах, где не образуются новые звезды".

В одном из исследований обсуждается вероятность того, что новый FRB возник в плотном шаровом скоплении. Такие скопления являются перспективными местами для магнетаров, которые, возможно, образовались с помощью других механизмов и связаны с более старыми звездами, в частности, в результате слияния двух нейтронных звезд или коллапса белого карлика под действием собственной гравитации.

"Происхождение этого повторяющегося FRB из шарового скопления является наиболее вероятным сценарием для объяснения того, почему этот FRB расположен снаружи своей галактики", - сказала Шах. "Мы не знаем наверняка, существует ли шаровое скопление в месте расположения FRB, и подали предложение использовать космический телескоп Джеймса Уэбба для дальнейших наблюдений за расположением FRB. Если да, то этот FRB станет лишь вторым FRB, о котором известно, что он находится в шаровом скоплении. Если нет, нам придется рассматривать альтернативные экзотические сценарии происхождения FRB".

Другой быстрый радиовсплеск, о котором упоминает Шах, был обнаружен в 2022 году. Он исходил из плотного скопления звезд на краю Мессье 81 (M81), грандиозной спиральной галактики, расположенной на расстоянии около 12 миллионов световых лет от Земли.

"Очевидно, что существует еще много захватывающих открытий, когда дело доходит до FRB, - говорит Эфтехари, - и что их среда может содержать подсказку к раскрытию их тайн".

"Этот новый FRB показывает нам, что именно тогда, когда вы думаете, что понимаете астрофизическое явление, вселенная разворачивается и удивляет нас", - сказал Вэнь-фай Фонг из Северо-Западного университета, старший автор обоих исследований. "Этот "диалог" со Вселенной -- это то, что делает нашу отрасль астрономии временной области такой невероятно увлекательной".

OstanniPodii.com