Астрономы обнаружили яркий быстрый радиосплеск, который исходит из необычного места

Обнаружен яркий быстрый радиосплеск «RBFLOAT», который находится вблизи, но не внутри одной из областей звездообразования в соседней галактике.

Об этом рассказывают в Массачусетском технологическом институте и в Северо-Западном университете, передают OstanniPodii.com.

Международная группа ученых обнаружила один из самых ярких быстрых радиовсплесков (FRB), которые когда-либо регистрировались, и определила его местонахождение с беспрецедентной точностью.

Миллисекундная вспышка, получившая прозвище RBFLOAT (сокращение от «radio-brightest flash of all time», что означает «самый яркий радиосплеск всех времен», и, как указывают исследователи, это отсылка к коктейлю с пивом и мороженым «root beer float»), был обнаружен Канадским экспериментом по картографированию интенсивности водорода (CHIME) и его недавно завершенной системой «Outrigger».

Поскольку FRB происходят так далеко и исчезают в мгновение ока, их очень трудно изучать. Однако если ученые смогут точно определить местонахождение FRB, они смогут исследовать его окружение, включая характеристики его галактики, расстояние от Земли и, возможно, даже его причину. В конечном итоге, эта информация может помочь пролить свет на природу и происхождение этих загадочных, мимолетных вспышек.

Исследование опубликовано 21 августа в журнале The Astrophysical Journal Letters.

Это первый случай, когда для локализации FRB была использована полная система Outrigger — это три миниатюрные версии CHIME, каждая из которых расположена в разных частях Северной Америки. Вместе эти телескопы работают как одна система размером с континент, которая может фокусироваться на любой яркой вспышке, обнаруженной CHIME, чтобы с чрезвычайной точностью определить ее местоположение на небе.

«Впечатляет то, что всего через несколько месяцев после запуска полной системы Outrigger мы обнаружили чрезвычайно яркий FRB в галактике в нашем космическом соседстве», — сказала Вен-фай Фонг из Северо-Западного университета, старший автор исследования. «Это очень хорошо для будущего. Увеличение частоты событий всегда дает возможность открыть больше редких событий. Сотрудничество CHIME/FRB работало много лет над этим техническим достижением, и Вселенная вознаградила нас настоящим подарком».

«Этот результат является поворотным моментом», — сказала корреспондент-автор Аманда Кук, докторант Макгилского университета. «Вместо того, чтобы просто обнаруживать эти загадочные вспышки, мы теперь можем точно видеть, откуда они происходят. Это открывает возможность выяснить, вызваны ли они умирающими звездами, экзотическими магнитными объектами или чем-то, о чем мы еще даже не думали».

Четыре дня солнечной энергии, заключенные в одно мигание

FRB — это короткие, мощные радиосплески, которые вспыхивают и исчезают за миллисекунды, генерируя за одну быструю вспышку больше энергии, чем наше Солнце излучает за весь год. Хотя большинство из них проходят незамеченными, время от времени FRB бывает достаточно ярким, чтобы его можно было обнаружить. FRB20250316A, или RBFLOAT, был одним из таких редких случаев. Обнаруженный в марте 2025 года, RBFLOAT выпустил за несколько миллисекунд столько энергии, сколько Солнце производит за четыре дня.

«Он был настолько ярким, что сначала наша система обозначила его как радиочастотные помехи, сигналы, которые часто вызываются мобильными телефонами или самолетами, находящимися гораздо ближе к нам», — сказал Фонг. «Нашим сотрудникам понадобилось некоторое расследование, чтобы обнаружить, что это был настоящий астрофизический сигнал».

И хотя многие FRB повторяются — пульсируя несколько раз в течение нескольких месяцев — RBFLOAT излучал всю свою энергию только одной вспышкой. Даже через сотни часов после первого наблюдения астрономы не обнаружили повторных вспышек от этого источника. Это означает, что астрофизики не могли ждать очередной вспышки, чтобы собрать больше данных. Вместо этого у них была только одна возможность определить его местонахождение.

«RBFLOAT был первым неповторяющимся источником, локализованным с такой точностью», — сказал соавтор исследования Сунил Симха из Северо-Западного университета. «Такие источники гораздо сложнее локализовать. Поэтому даже обнаружение RBFLOAT является доказательством того, что CHIME действительно способен обнаруживать такие события и создавать статистически интересную выборку FRB».

FRB-криминалистика указывает на магнетар

Для исследования происхождения RBFLOAT ученые полагались на CHIME, большой радиотелескоп в Британской Колумбии и самый продуктивный в мире охотник за FRB. Меньшие версии CHIME, Outriggers, позволяют астрономам триангулировать сигналы, чтобы точно определить конкретные местоположения FRB на небе.

С помощью этой сети выгодных точек команда отследила вспышку до созвездия Большой Медведицы на окраине галактики, находящейся на расстоянии около 130 миллионов световых лет от Земли - удивительно близко к нашей галактике Млечный Путь. Команда точно определила его местонахождение в области диаметром всего 45 световых лет, что меньше, чем среднее звездное скопление.

«С космической точки зрения, этот быстрый радиосплеск находится прямо в нашем соседстве», — говорит Киёси Масуи, доцент физики и сотрудник Института астрофизики и космических исследований Кавли при MIT. «Это означает, что у нас есть возможность подробно изучить довольно обычный FRB».

Дальнейшие наблюдения с 6,5-метрового телескопа MMT в Аризоне и «Визуализатора космической паутины Кека» на 10-метровом телескопе Keck II на Гавайях предоставили самое детальное на сегодняшний день изображение окружения неповторяющегося FRB.

Эти наблюдения показали, что вспышка произошла вдоль спирального рукава галактики, который усеян многими областями звездообразования. RBFLOAT произошел вблизи, но не внутри одной из этих звездных областей. Хотя астрофизики до сих пор не знают точно, что именно вызывает FRB, эти данные подтверждают одну из ведущих гипотез. По крайней мере, некоторые из них, похоже, происходят от магнетаров — ультрамагнитных нейтронных звезд, образующихся после гибели массивных звезд. Звездные области часто содержат молодые магнетары, которые имеют достаточно энергии, чтобы генерировать быстрые и мощные вспышки.

«Мы обнаружили, что FRB находится на окраине зоны звездообразования, где находятся массивные звезды», — говорит Симха. «Впервые мы даже смогли оценить, насколько глубоко он встроен в окружающий газ, и это относительно неглубоко».

Богатый набор данных Кека и точное расположение FRB позволили команде провести первый в своем роде анализ свойств галактики в месте расположения FRB. Эти обнаруженные характеристики включают плотность газа галактики, скорость звездообразования и наличие элементов, тяжелее водорода и гелия.

«FRB находится на спиральном рукаве своей галактики», — добавил аспирант Северо-Западного университета Юсин «Вик» Донг, главный исследователь программы MMT. «Спиральные рукава обычно являются местами постоянного звездообразования, что подтверждает гипотезу о том, что он происходит от магнетара. С помощью нашего чрезвычайно чувствительного изображения MMT мы смогли увеличить масштаб и обнаружили, что FRB на самом деле находится за пределами ближайшего скопления, где образуются звезды. Это местоположение интересно, поскольку мы ожидали, что оно будет находиться внутри скопления, где происходит образование звезд. Это может свидетельствовать о том, что магнитар-предшественник был вытолкнут из своего места рождения или что он родился именно в месте FRB, вдали от центра скопления».

Расположение нового FRB, немного за пределами области звездообразования в его галактике, также может свидетельствовать о том, что источником вспышки является несколько более старый магнитар.

«Это в основном предположение», — говорит Масуи. «Но точная локализация этой вспышки позволяет нам углубиться в детали того, каким может быть возраст источника FRB. Если бы он был прямо в центре, то имел бы возраст всего несколько тысяч лет — очень молодой для звезды. Этот, находящийся на краю, мог иметь немного больше времени, чтобы «созреть».

Начало чего-то впечатляющего

Сейчас, когда система Outriggers CHIME работает на полную мощность, астрономы надеются ежегодно обнаруживать сотни новых FRB, что приблизит их как никогда к разгадке тайны, что именно вызывает эти удивительные вспышки. Локализационная способность Outriggers в сочетании с широким полем зрения CHIME является поворотным моментом в поисках FRB.

«На протяжении многих лет мы знали, что FRB происходят по всему небу, но их локализация была чрезвычайно медленной», — сказал Донг. «Теперь мы можем регулярно связывать их с конкретными галактиками, даже с отдельными районами внутри этих галактик».

«За последние восемь лет все сообщество FRB опубликовало только около 100 хорошо локализованных событий», — сказал Симха. «Сейчас мы ожидаем более 200 точных обнаружений в год только от CHIME. RBFLOAT был отличным источником для начала создания такой выборки».

«Благодаря CHIME Outriggers мы вступаем в новую эру науки о FRB», — сказала соавтор исследования Таране Эфтекари, заместитель директора CIERA (Центр междисциплинарных исследований и исследований в астрофизике). «Ожидая сотни точно локализованных событий в ближайшие несколько лет, мы можем начать понимать весь спектр сред, из которых исходят эти загадочные сигналы, что приблизит нас на шаг к раскрытию их тайн. RBFLOAT — это только начало».

OstanniPodii.com

• Быстрые радиовсплески