Вчені шукають розгадку найдивніших сигналів з глибин Всесвіту

Вченим вперше вдалося дізнатися, звідки на Землю прийшов швидкий радіовсплеск – одиночний імпульс величезної яскравості і тривалістю в мілісекунди. Швидкі радіовсплески вивчають більше десяти років. Всього їх відомо близько тридцяти. Якими об’єктами в космосі вони породжені, до сих пір незрозуміло. Про одну з найгарячіших проблем астрофізики – в матеріалі РІА Новини .

Студент робить відкриття

У 2007-му студент Університету Західної Вірджинії (США) Девід Наркевич досліджував дані радіотелескопа Обсерваторії Паркса за минулі роки. Він шукав в Магелланових хмарах особливий вид нейтронних зірок, які дуже швидко обертаються, викидаючи потужні потоки електромагнітного випромінювання. Спостерігачеві здається, що вони спалахують і гаснуть, як маяки, тому їх називають пульсарами.

В даних виявився надзвичайно потужний і короткий імпульс тривалістю всього п’ять мілісекунд. Причому різниця між низько- і високочастотних сигналом була дуже великою, характерною для самих далеких позагалактичних об’єктів. Радіохвиля наштовхується на вільні електрони в космічному просторі, вони розсіюють її, немов призма, тому хвилі високих частот досягають Землі швидше. Чим довше радіохвиля йде до Землі, тим помітніше різниця між низько- і високочастотних сигналами. Вчені називають це мірою дисперсії.

Знайти повтор радіосигналу не вдалося – як і його джерело. Встановили тільки, що імпульс прийшов з області поруч з Магелланової Хмари. Другий подібний сигнал, тільки набагато слабкіше, знайшли через п’ять років теж за архівними даними Обсерваторії Паркса.

Зайнятися активніше цими дивними сигналами завадив досить кумедний казус. Справа в тому, що в даних Паркса були перитоніт – ще один тип дуже коротких радіоімпульсів. Відразу виникло припущення, що вони мають земне походження, можливо, техногенне. Так і виявилося. Перитоніт випромінювали мікрохвильовки, встановлені в обсерваторії.

Хоча швидкі радіовсплески, виявлені в 2007 і 2012 роках, відрізнялися від перитоніт, вчені не поспішали приписувати їм космічну природу. Тільки коли виявили аналогічні сигнали в даних інших телескопів, стало зрозуміло: наука стоїть на порозі дуже незвичайного відкриття.

Звідки приходять імпульси

Зараз зафіксовано приблизно три десятка швидких радіовсплеск (fast radio bursts, FRB). Підраховано, що в добу в космосі відбувається кілька тисяч таких подій. Поки не вдається ідентифікувати їх ні з одним з відомих астрофізичних об’єктів, таких як пульсар, чорна діра або активне ядро ​​галактики.

Більшість FBR одноразові. Перший повторюється швидкий радіовсплеск виявили в 2012-2015 роках – FRB 121102. Імпульси однакові, але нерегулярні, в цьому відмінність від пульсарів. Завдяки повтору вчені змогли визначити місце розташування джерела сигналу. Для цього до пошуків підключили радіоінтерферометр VLA та інші телескопи, навели їх на ділянку неба, звідки прийшов імпульс, і виявили карликову галактику на відстані трьох мільярдів років.

Нещодавно міжнародний колектив учених оприлюднив інформацію про джерело одиночного імпульсу FBR 180924. Він прийшов з галактики DES J214425.25-405400.81, що знаходиться в чотири мільярди світлових років у сузір’ї Журавель. Вона в тисячу разів більше, ніж та, звідки йде повторюється FBR, і там більш старі зірки. Це говорить про те, що породжувати швидкі радіовсплесков можуть об’єкти різної природи.

Нейтронні зірки лідирують

Теоретики висунули безліч гіпотез про природу швидких радіовсплеск: космічні струни, випаровування чорної діри, колапс зарядженої чорної діри, народження білої діри, спалахи звичайних зірок, наднових і, зрозуміло, діяльність розумних мешканців далеких світів.

Поступово все екзотичні припущення відкинули, інші визнали малоймовірними. Залишилося дві гіпотези, пов’язані з нейтронними зірками. Ці компактні швидко обертаються об’єкти здатні породжувати дуже потужні радіоімпульси.

Згідно першої моделі, FBR випускають молоді нейтронні зірки віком близько ста років. Вони обертаються з величезною швидкістю: один оборот в мілісекунди. Енергія обертання переходить в радіоімпульс. По суті, це радіопульсари, і тоді, ймовірно, більшість FBR повинні бути повторюваними.

За другою версією, джерело – магнитари, нейтронні зірки з дуже великим магнітним полем. Обурення цього поля дає потужний швидкий радіоімпульс, який, можливо, повториться через сотні років.

Поки виявили занадто мало FBR, щоб розкрити їх загадку. Не виключено, що вченим доведеться чекати споруди в Австралії і ПАР гігантського радіоінтерферометра SKA, який зможе виявляти десятки таких подій в добу.