Подобно гравитационным волнам (ГВ) и гамма-всплескам (GRB), быстрые радиовсплески (FRB) являются одним из самых мощных и загадочных астрономических явлений на сегодняшний день. Эти кратковременные события состоят из всплесков, которые выделяют больше энергии за миллисекунду, чем Солнце за три дня.
Хотя большинство всплесков длятся всего миллисекунды, были редкие случаи, когда FRB обнаруживались повторяющимися . Хотя астрономы до сих пор не уверены, что их вызывает, и мнения расходятся, специальные обсерватории и международное сотрудничество значительно увеличили количество событий, доступных для изучения.
Ведущей обсерваторией является Канадский эксперимент по картографированию интенсивности водорода (CHIME), радиотелескоп нового поколения, расположенный в Радиоастрофизической обсерватории Доминиона (DRAO) в Британской Колумбии, Канада.
Благодаря большому полю зрения и широкому охвату частот этот телескоп является незаменимым инструментом для обнаружения FRB (на сегодняшний день более 1000 источников!).
Используя новый тип алгоритма, коллаборация CHIME/FRB обнаружила свидетельства 25 новых повторяющихся FRB в данных CHIME, которые были обнаружены в период с 2019 по 2021 год.
В коллаборацию CHIME/FRB входят астрономы и астрофизики из Канады, США, Австралии, Тайваня и Индии.
Несмотря на свою таинственную природу, FRB распространены повсеместно, и по лучшим оценкам события происходят на Земле примерно тысячу раз в день по всему небу. Ни одна из предложенных на сегодняшний день теорий или моделей не может полностью объяснить все свойства всплесков или источников.
В то время как некоторые из них, как полагают, вызваны нейтронными звездами и черными дырами (из-за высокой плотности энергии их окружения), другие по-прежнему не поддаются классификации. Из-за этого сохраняются другие теории, от пульсаров и магнетаров до гамма-всплесков и внеземных коммуникаций.
CHIME изначально был разработан для измерения истории расширения Вселенной посредством обнаружения нейтрального водорода.
Примерно через 370 000 лет после Большого взрыва Вселенная была пронизана этим газом, и единственными фотонами были либо реликтовое излучение Большого взрыва — космический микроволновый фон (CMB), — либо испускаемые нейтральными атомами водорода.
По этой причине астрономы и космологи называют этот период «темными веками», который закончился примерно через 1 миллиард лет после Большого взрыва, когда первые звезды и галактики начали реионизацию нейтрального водорода (эра реионизации).
В частности, CHIME был разработан для определения длины волны света, которую поглощает и излучает нейтральный водород, известной как 21-сантиметровая водородная линия . Таким образом, астрономы могли измерить, насколько быстро Вселенная расширялась в «темные века», и провести сравнения с более поздними космологическими эпохами, которые можно наблюдать.
Однако с тех пор CHIME зарекомендовал себя как идеально подходящий для изучения FRB благодаря широкому полю зрения и охватываемому диапазону частот (от 400 до 800 МГц). Это цель сотрудничества CHIME/ FRB , которое состоит в том, чтобы обнаружить и охарактеризовать FRB и проследить их до их источников.
Как рассказал Universe Today научный сотрудник Данлэпа и ведущий автор Зигги Плеунис, каждый FRB описывается его положением в небе и величиной, известной как его дисперсионная мера (DM). Это относится к временной задержке от высоких до низких частот, вызванной взаимодействием вспышки с материалом при его перемещении в пространстве.
В документе, опубликованном в августе 2021 года, коллаборация CHIME/FRB представила первый каталог FRB с большой выборкой, содержащий 536 событий, обнаруженных CHIME в период с 2018 по 2019 год, включая 62 всплеска из 18 ранее зарегистрированных повторяющихся источников.
В этом последнем исследовании Плеунис и его коллеги использовали новый алгоритм кластеризации, который ищет несколько событий, расположенных в небе вместе с похожими DM.
«Мы можем измерить положение быстрого радиовсплеска на небе и измерить его дисперсию с определенной точностью, которая зависит от конструкции используемого телескопа», — сказал Плеунис.
«Алгоритм кластеризации учитывает все быстрые радиовсплески , обнаруженные телескопом CHIME, и ищет скопления FRB, которые имеют согласованные положения на небе и меры дисперсии в пределах погрешностей измерения. Затем мы проводим различные проверки, чтобы убедиться, что всплески в скоплении действительно происходят. из того же источника».
Из более чем 1000 FRB, обнаруженных на сегодняшний день, только 29 были идентифицированы как повторяющиеся по своей природе. Более того, было обнаружено, что практически все повторяющиеся FRB повторяются нерегулярно. Единственным исключением является FRB 180916, обнаруженный исследователями CHIME в 2018 году ( о котором сообщалось в 2020 году ), который пульсирует каждые 16,35 дня.
С помощью этого нового алгоритма коллаборация CHIME/FRB обнаружила 25 новых повторяющихся источников, почти вдвое увеличив число доступных для изучения. Кроме того, команда отметила некоторые очень интересные особенности, которые могут дать представление об их причинах и характеристиках. Как добавил Плеунис:
«Когда мы тщательно подсчитываем все наши быстрые радиовсплески и источники, которые повторяются, мы обнаруживаем, что только около 2,6 процента всех быстрых радиовсплесков, которые мы обнаруживаем, повторяются.
Для многих новых источников мы обнаружили лишь несколько всплесков, что делает источники совершенно неактивными. Почти так же неактивны, как источники, которые мы видели только один раз.
«Поэтому мы не можем исключить, что источники, для которых мы до сих пор наблюдали только один всплеск, в конечном итоге также будут показывать повторные всплески. Возможно, что все источники быстрых радиовсплесков в конечном итоге повторяются, но многие источники не очень активны.
Любое объяснение быстрых радиовсплесков должно объяснить, почему одни источники гиперактивны, а другие в основном тихие».
Эти результаты могут помочь в будущих исследованиях, которые получат пользу от радиотелескопов следующего поколения, которые начнут функционировать в ближайшие годы.
К ним относится обсерватория Square Kilometre Array Observatory (SKAO), которая, как ожидается, соберет свой первый свет к 2027 году. Расположенный в Австралии, этот 128-тарелочный телескоп будет объединен с массивом MeerKAT в Южной Африке, чтобы создать крупнейший в мире радиотелескоп.
Между тем, огромная скорость, с которой обнаруживаются новые FRB (включая повторяющиеся события), может означать, что радиоастрономы могут быть близки к прорыву!
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен