Потужні радіосплески пов′язані з масивними галактиками, встановило дослідження

Результати свідчать, що швидкі радіосплески найчастіше походять з галактик, які активно формують більш масивні зорі, і також надають підказку щодо утворення магнетарів.

Про це розповідається в пресрелізі Каліфорнійського технологічного інституту (Калтех), передають OstanniPodii.com.

З часу свого відкриття у 2007 році швидкі радіосплески (FRB) -- надзвичайно енергійні імпульси випромінювання в радіодіапазоні -- неодноразово освітлювали небо, спонукаючи астрономів до пошуків їхнього походження. Наразі підтверджених FRB налічується сотні, і вчені зібрали все більше доказів того, що їх викликає: сильно намагнічені нейтронні зорі, відомі як магнетари. Один з ключових доказів з′явився, коли магнетар спалахнув у нашій галактиці, і кілька обсерваторій, включаючи проєкт STARE2 (Огляд транзієнтних астрономічних радіовипромінювань 2) Калтеху, зафіксували це явище в режимі реального часу.

Тепер, повідомляючи в журналі Nature, дослідники під керівництвом Калтеху з′ясували, де FRB частіше виникають в тих галактиках, що утворюють масивніші зорі, ніж з низькою масою. Цей висновок, своєю чергою, привів до нових ідей про те, як формуються самі магнетари. Зокрема, робота припускає, що ці екзотичні мертві зорі, магнітні поля яких у 100 трильйонів разів сильніші за земні, часто утворюються, коли дві зорі зливаються, а потім вибухають у надновій. Раніше було незрозуміло, чи утворюються магнетари саме таким чином, від вибуху двох зірок, що злилися, або ж вони можуть утворитися при вибуху однієї зорі.

"Величезна потужність магнетарів робить їх одними з найбільш захопливих та екстремальних об′єктів у Всесвіті", - каже Крітті Шарма, провідна авторка нового дослідження, аспірантка, яка працює з Вікрамом Раві, доцентом кафедри астрономії Калтеху. "Дуже мало відомо про те, що спричиняє утворення магнетарів після смерті масивних зірок. Наша робота допомагає відповісти на це питання".

Проєкт розпочався з пошуку FRB за допомогою DSA-110 (Глибока синоптична решітка-110), проєкту Каліфорнійського технологічного інституту, що фінансується Національним науковим фондом і базується в Радіообсерваторії Оуенс-Веллі поблизу Бішопа, штат Каліфорнія. На сьогодні розгалужена радіоантенна решітка виявила й локалізувала 70 FRB у конкретних галактиках їхнього походження (лише 23 інших FRB були локалізовані іншими телескопами). У поточному дослідженні вчені проаналізували 30 з цих локалізованих FRB.

"DSA-110 більш ніж подвоїв кількість FRB з відомими галактиками-господарями", - каже Раві. "Це те, для чого ми побудували масив".

Хоча відомо, що FRB трапляються в галактиках, які активно формують зорі, команда, на свій подив, виявила, що FRB частіше трапляються в галактиках з утворенням більших зірок, ніж в галактиках з утворенням зірок з низькою масою. Це вже саме собою було цікаво, оскільки раніше астрономи вважали, що FRB походять зі всіх типів активних галактик.

Отримавши цю нову інформацію, команда почала розмірковувати над тим, що результати показали про FRB. Масивні галактики, як правило, багаті на метали, оскільки метали в нашому всесвіті -- елементи, які виробляються зорями -- накопичуються протягом космічної історії. Той факт, що FRB частіше зустрічаються в цих багатих на метали галактиках, означає, що джерела FRB, магнетари, також частіше зустрічаються в цих типах галактик.

Зорі, багаті на метали -- що в астрономічних термінах означає елементи, важчі за водень і гелій, -- мають тенденцію зростати більшими, ніж інші зорі. "З часом, у міру зростання галактик, наступні покоління зірок збагачують галактики металами в міру того, як вони еволюціонують і вмирають", - каже Раві.

Щобільше, масивні зорі, які вибухають надновими та можуть стати магнетарами, частіше зустрічаються в парах. Насправді 84 відсотки масивних зір -- це подвійні. Отже, коли одна масивна зоря в подвійній роздувається через надлишковий вміст металу, її надлишковий матеріал перетягується до зорі-партнера, що сприяє остаточному злиттю двох зірок. Ці злиті зорі матимуть більше сумарне магнітне поле, ніж поодинока зоря.

"Зоря з більшим вмістом металу роздувається, стимулює масообмін, що призводить до злиття, утворюючи ще масивнішу зорю із сумарним магнітним полем, більшим за те, яке мала б окрема зоря", - пояснює Шарма.

Таким чином, оскільки FRB переважно спостерігаються в масивних і багатих на метали зореутворювальних галактиках, то магнетари (які, як вважається, викликають FRB), ймовірно, також формуються в багатих на метали середовищах, сприятливих для злиття двох зірок. Таким чином, результати вказують на те, що магнетари у Всесвіті виникають із залишків злиття зірок.

У майбутньому команда сподівається знайти більше FRB і місця їхнього походження за допомогою DSA-110, а згодом і DSA-2000, ще більшої радіорешітки, яку планують побудувати в пустелі Невада й завершити у 2028 році.

"Цей результат є важливою віхою для всієї команди DSA. Багато авторів цієї статті допомагали будувати DSA-110", - каже Раві. "І той факт, що DSA-110 так добре локалізує FRB, обіцяє успіх DSA-2000".