Астрономы отследили быстрые радио-всплески до спиральных рукавов галактик

Эти загадочные вспышки радиоенергии, исчезающие в один миг, происходят из молодых массивных галактик.

Новое исследование позволило отследить местонахождение пяти коротких мощных радио-вспышек до спиральных рукавов пяти далеких галактик, рассказывают в Калифорнийском университете в Санта-Круз.

Эти чрезвычайные события, которые называются быстрыми радио-всплесками (БРВ), генерируют столько энергии за тысячную долю секунды, сколько Солнце производит в год. Поскольку эти мимолетные радиоимпульсы исчезают через мгновение, исследователям трудно отследить, откуда они берутся, а тем более определять, какой тип объектов их вызывает. Поэтому в большинстве астрономы не знают, где именно искать.

Определение места, откуда происходят эти вспышки, и, в частности, из каких именно галактик они происходят, имеет важное значение для определения того, какие астрономические события вызывают такие интенсивные всплески энергии. В новом исследовании, принятому к публикации в Astrophysical Journal и доступному онлайн, астрономы использовали космический телескоп Хаббл для изучения восьми БРВ, что помогло уменьшить список возможных источников БРВ.

Вспышка в ночи

Первый БРВ был обнаружен в архивных данных, зафиксированных радио-обсерваторией Паркса 24 июля 2001 года. С тех пор астрономы обнаружили до 1000 БРВ, но только 15 из них они смогли связать с конкретными галактиками.

"Наши результаты новы и захватывающие. Это первый взгляд на популяцию БРВ с высоким разрешением, и Хаббл показывает, что пять из них локализованы вблизи или на спиральных рукавах галактик", - говорит ведущая автор Александра Меннингс, аспирант по астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Санта-Круз. "Большинство этих галактик массивные, относительно молодые и все еще образуют звезды. Визуализация позволяет нам лучше понять общие свойства галактики-хозяина, такие как ее масса и скорость звездообразования, а также исследовать, что происходит прямо в месте БРВ, поскольку Хаббл имеет такое замечательное разрешение".

Соавтор Дж. Ксавье Прочаска, профессор астрономии и астрофизики в том же вузе, добавляет: "Мы становимся все более оптимистичными в том, что, препарируя места, которые передают БРВ, мы полностью разгадаем тайну их происхождения".

В новом исследовании астрономы не только привязали все БРВ к их галактикам, но также определили свойства типов локаций, из которых они происходят. Хаббл наблюдал одно из мест расположения БРВ в 2017 году, а остальные семь - в 2019 и 2020 годах.

"Мы не знаем, что вызывает БРВ, поэтому действительно важно использовать контекст, когда он у нас есть", - сказал соавтор Вэнь-Фай Фонг из Северо-Западного университета в Эванстоне, штат Иллинойс. "Эта техника очень хорошо работала для выявления родоначальников других типов переходных процессов, таких как сверхновые и всплески гамма-излучения".

Галактики в исследовании существовали миллиарды лет назад, по этой причине астрономы видят свет от них так, как они выглядели примерно в половине современного возраста Вселенной.

Новости по подобной теме:

		Астрономы обнаружили беспрецедентное поведение от ближайшего магнетара
		Рентгеновское излучение нейтронной звезды раскрыло “метаморфозу фотонов”
		Вулканоподобный прорыв мог стать причиной замедления магнетара

Многие из них такие же массивные, как наш Млечный Путь. Наблюдения проводились в ультрафиолетовом и ближнем инфракрасном свете с помощью "Широкоугольной камеры 3" Хаббла. В ультрафиолетовом свете прослеживается свечение молодых звезд, нанизанных вдоль извилистых рукавов спиральных галактик. Исследователи использовали визуализацию в ближнем инфракрасном диапазоне для вычисления массы галактик и выявления места проживания наиболее старых популяций звезд.

Местонахождение, местонахождение, местонахождение

Изображения демонстрируют разнообразную структуру спиральных рукавов, от плотно закрученных до более рассеянных, показывая, как звезды распределены вдоль этих выразительных особенностей. В спиральных рукавах галактик прослеживается распределение молодых массивных звезд. Однако снимки Хаббла показывают, что БРВ, найденные вблизи спиральных рукавов, исходят не из самых ярких регионов, пылающих светом от здоровенных звезд. Изображения помогают поддержать представление о том, что БРВ, скорее всего, исходят не от молодых, самых массивных звезд.

Эти подсказки помогли исследователям исключить некоторые из возможных типов звездных объектов, которые, как считается, вызывают эти блестящие вспышки, включая взрывную смерть молодых, самых массивных звезд, которые генерируют всплески гамма-лучей и некоторые типы сверхновых. Другим маловероятным источником является слияние нейтронных звезд — сдавленных ядер звезд, которые заканчивают свою жизнь взрывами сверхновых. Эти слияния продолжаются миллиарда лет, и обычно они находятся далеко от спиральных рукавов старых галактик, где больше не образуются звезды.

Магнитные монстры

Однако, результаты команды согласуются с ведущей моделью, согласно которой БРВ происходят от вспышек молодых магнетаров. Магнетары — это тип нейтронных звезд с мощными магнитными полями. Их называют самыми сильными магнитами во Вселенной, которые имеют магнитное поле, которое в 10 триллионов раз мощнее магнита на дверце холодильника. В прошлом году астрономы связали наблюдения за БРВ, который был замечен в нашей галактике Млечный Путь, с областью, где находится известный магнетар.

"Благодаря своим сильным магнитным полям магнетары достаточно непредсказуемы", - объясняет Фонг. "В этом случае считается, что БРВ происходят от вспышек молодых магнетаров. Массивные звезды проходят звездную эволюцию и становятся нейтронными звездами, некоторые из которых могут быть сильно намагничены, что приводит к вспышкам и магнитным процессам на их поверхностях, которые могут излучать радиосвет. Наше исследование соответствует этому представлению и исключает или очень молодых, или очень старых родоначальников БРВ".

Наблюдения также помогли исследователям укрепить связь БРВ с массивными, звездообразующими галактиками. Предыдущие наземные наблюдения за некоторыми возможными галактиками-хозяевами БРВ не позволили выявить у многих из них такие структуры, как спиральные рукава. Поэтому астрономы не могли исключить возможность того, что БРВ происходят из карликовой галактики, скрывающийся под массивной. По словам соавтора исследования Сунила Симха, аспиранта Калифорнийского университета в Санта-Крузе, в новом исследовании тщательная обработка и анализ изображений позволили ученым исключить карликовые галактики.

Хотя результаты Хаббла являются увлекательными, исследователи говорят, что им нужно больше наблюдений, чтобы составить более четкое представление об этих загадочных вспышках и более лучшего определения их источников.

"Мы рассчитываем обнаружить и определить еще 100 событий в течение ближайших нескольких лет, чтобы значительно продвинуть это исследование", - сказала Прочаска.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.

• Магнетары