Астрономы обнаружили радио-”сердцебиение” за миллиарды световых лет от Земли

Международная команда астрономов обнаружила странный и постоянный радиосигнал из далекой галактики, который, похоже что вспыхивает с удивительной регулярностью.

Об этом рассказывают в Массачусетском технологическом институте (MIT), передают OstanniPodii.com.

Сигнал классифицируется как быстрый радиовсплеск или БРС — интенсивный всплеск радиоволн неизвестного астрофизического происхождения, который обычно длится не более нескольких миллисекунд. Однако этот новый сигнал сохраняется до трех секунд, что примерно в 1000 раз длиннее среднего БРС. В рамках этого окна команда обнаружила всплески радиоволн, повторяющиеся каждые 0,2 секунды в четкой периодической последовательности, похожей на биение сердца.

Исследователи назвали сигнал FRB 20191221A, и на сегодняшний день среди всех обнаруженных это самый продолжительный БРС с наиболее четкой периодической структурой.

Источник сигнала находится в далекой галактике, в нескольких миллиардах световых лет от нас. Что именно это может быть источником, остается загадкой, хотя астрономы подозревают, что сигнал может исходить либо от радиопульсара, либо от магнетара, являющихся разновидностями нейтронных звезд — очень плотных, быстро вращающихся ядер, оставшихся после коллапса гигантских звезд.

«Во Вселенной не так много вещей, которые излучают строго периодические сигналы», - говорит Даниэле Мичилли, постдок в Институте астрофизики и космических исследований имени Кавли при MIT. «Примеры, которые мы знаем в нашей собственной галактике – это радиопульсары и магнетары, которые вращаются и производят лучевую эмиссию, подобно маяку. И мы думаем, что новый сигнал может быть магнетаром или пульсаром на стероидах».

Команда надеется выявить больше периодических сигналов от этого источника, которые затем могут быть использованы в качестве астрофизических часов. В частности, частота всплесков и то, как она изменяется при удалении источника от Земли, может быть использована для измерения скорости расширения Вселенной.

Об открытии было сообщено в журнале Nature, его авторами являются члены коллаборации CHIME/FRB.

"Бум, бум, бум"

С момента открытия первого БРС в 2007 году, по всей Вселенной были обнаружены сотни подобных радиовсплесков, в последний раз – с помощью Канадского эксперимента по картированию интенсивности водорода, или CHIME – интерферометрический радиотелескоп, состоящий из четырех больших параболических рефлекторов и расположенный в Радиоастрофизической обсерватории Доминион в  Британской Колумбии, Канада.

CHIME непрерывно наблюдает за небом во время вращения Земли, и предназначен для улавливания радиоволн, излучаемых водородом на очень ранних стадиях развития Вселенной. Телескоп также чувствителен к быстрым радиовсплескам, и с тех пор, как он начал наблюдать за небом в 2018 году, CHIME обнаружил сотни БРС, выходящих из разных частей неба.

Подавляющее большинство БРС, наблюдаемых по сей день, являются одноразовыми — сверхяркими всплесками радиоволн, которые продолжаются несколько миллисекунд и затем гаснут. Не так давно исследователи обнаружили первый периодический БРС, излучавший радиоволны с регулярной структурой (FRB 180916.J0158+65). Этот сигнал состоял из четырехдневного окна случайных всплесков, которые затем повторялись каждые 16 дней. Этот 16-дневный цикл свидетельствует о периодическом характере активности, хотя сигнал фактических радиосплесков был случайным, а не периодическим.

21 декабря 2019 года CHIME зафиксировал сигнал потенциального БРС, что сразу же привлекло внимание Мичилли, сканировавшего входящие данные.

«Он был необычным», - вспоминает Мичилли. «Он не только был очень длинным, длился около трех секунд, но и имел периодические пики, которые были удивительно точными, излучались каждую долю секунды - бум, бум, бум - как биение сердца. Это первый случай, когда сам сигнал периодический».

Сверкающие всплески

Анализируя структуру радиовсплесков FRB 20191221A, Мичилли и его коллеги обнаружили сходство с излучениями радиопульсаров и магнетаров в нашем Млечном Пути. Радиопульсары — это нейтронные звезды, испускающие лучи радиоволн, которые кажутся пульсирующими при вращении звезды, тогда как магнетары производят подобное излучение благодаря своим экстремальным магнитным полям.

Главное отличие нового сигнала от радиоизлучения наших собственных галактических пульсаров и магнетаров заключается в том, что FRB 20191221A кажется более чем в миллион раз ярче. Мичилли говорит, что яркие вспышки могут исходить от далекого радиопульсара или магнетара, который обычно становится менее ярким при вращении, но по неизвестной причине выбросил целую серию ярких всплесков в редкое трехсекундное окно, которое CHIME удалось поймать.

«Сейчас CHIME обнаружил множество БРС с разными свойствами», - говорит Мичилли. «Мы видели некоторые из них, живущих внутри облаков, которые являются очень турбулентными, в то время как другие выглядят так, будто они находятся в чистой среде. По свойствам этого нового сигнала мы можем сказать, что вокруг этого источника есть облако плазмы, которое должно быть очень турбулентным».

Астрономы надеются поймать дополнительные всплески от периодического FRB 20191221A, что поможет уточнить понимание его источника и нейтронных звезд в целом.

«Это обнаружение поднимает вопрос о том, что может вызвать этот экстремальный сигнал, который мы никогда не видели раньше, и как мы можем использовать этот сигнал для изучения Вселенной», - говорит Мичилли. «Будущие телескопы обещают выявлять тысячи БРС в месяц, и тогда мы сможем найти гораздо больше таких периодических сигналов».

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