Вчені відстежили джерело швидкого радіосплеску до магнетару © Daniel Liévano/MIT News Дослідники виявили джерело швидкого радіосплеску, зареєстрованого у 2022 році.
У 2020 році магнетар, який знаходиться в Чумацькому Шляху, виверг потужний спалах радіохвиль, що дозволило вченим отримати конкретні докази, що вказують на джерело швидких радіосплесків. Тепер дослідники зробили приголомшливе відкриття, яке ще більше звузило коло можливих механізмів їхнього виникнення, повідомляє Science Alert.
Вчені вивчили світло, що виходило від швидкого радіосплеску, зареєстрованого в 2022 році. Вони простежили його джерело до потужного магнітного поля навколо магнетара в галактиці, яка знаходиться на відстані 200 мільйонів світлових років від нас.
Це перший переконливий доказ того, що потужні радіосплески можуть виходити з магнітосфер магнетарів.
Швидкі радіосплески (FRB) спантеличують вчених з того часу, як вони були вперше виявлені в 2007 році. Як випливає з назви, це надзвичайно короткі сплески радіовипромінювання, що тривають мілісекунди. Вони також надзвичайно потужні, іноді вивільняючи більше енергії, ніж 500 мільйонів Сонців за цю коротку мить часу.
FRB важко вивчати, тому що більшість з них спалахує лише один раз. Тому їх неможливо прогнозувати і складно, але не неможливо, простежити до джерела. Ряд одноразових FRB вчені простежили до галактик на відстані мільйонів або мільярдів світлових років простору-часу.
Астрономи також можуть досліджувати властивості радіовипромінювання, такі як його поляризація, щоб з’ясувати, яке середовище воно пройшло шляхом до Землі. Які типи зірок можуть випускати FRB, як і багато чого іншого залишається загадкою, але дедалі більше доказів вказують на магнетари.
Магнетари – це особливо незвичайні нейтронні зірки, які є надзвичайно щільними залишками ядра після того, як масивна зірка стає надновою. Але у магнетарів набагато потужніші зовнішні магнітні поля, ніж у звичайних нейтронних зірок, вони приблизно в 1000 разів сильніші. Це найпотужніші магнітні поля у Всесвіті.
«Навколо цих нейтронних зірок із сильним магнітним полем, також відомих як магнетари, атоми існувати не можуть — їх просто розірве магнітними полями. Найцікавіше тут те, що ми виявили, що енергія, що зберігається в цих магнітних полях, поблизу джерела, скручується і перебудовується таким чином, що може вивільнятися у вигляді радіохвиль, які ми можемо бачити через половину Всесвіту», — заявив фізик Кієсі Масуї з Массачусетського технологічного інституту.
Щоб дослідити походження швидкого радіосплеску, вчені вивчили властивість, відому як мерехтіння, для події FRB 20221022A. Його зафіксували у 2022 році та простежили до галактики, яка знаходиться на відстані 200 мільйонів світлових років від нас. Мерехтіння – це викривлення світла шляхом його проходження через газ у космосі. Чим більша пройдена відстань, тим сильніше мерехтіння.
FRB 20221022A – досить типовий випадок для FRB. Він був помірно довгим, близько 2 мілісекунд, і помірно потужним. У супутній статті, що вивчає поляризацію світла від FRB 20221022A – ступінь, в якій скручена орієнтація його хвиль – було виявлено S-подібне кутове коливання, відповідне об’єкту, що обертається, вперше для FRB. Це передбачає, що сигнал виник дуже близько до об’єкта, що обертається.
Німмо та його колеги з’ясували, що якщо вони зможуть визначити ступінь мерехтіння в FRB 20221022A, вони можуть визначити розмір області, в якій він виник. Світло від FRB показало сильне мерехтіння, що призвело вчених до газової області, яка викривляла сигнал. Дослідники використовували цю газову область як лінзу і звузили область походження FRB до 10 тисяч кілометрів від джерела – магнетара.
Це перший переконливий доказ того, що позагалактичні FRB можуть виникати всередині магнітосфери сильно намагнічених нейтронних зірок. Але вчені з’ясували не лише це. Їхні висновки показують, що мерехтіння може бути потужним зондом для інших FRB, тому вчені хочуть зрозуміти, наскільки такі сплески можуть бути різноманітними, а також чи можуть інші типи зірок випускати їх.
Раніше вченим вдалося простежити один із найпотужніших і далеких швидких радіосплесків, коли-небудь виявлених, до його незвичайного джерела: рідкісної «крапельної» групи галактик.
