Астрономы нашли источник мощных космических радиосигналов

Первый быстрый радиовсплеск был обнаружен в 2007 году в архивных данных телескопа «Паркс» за 2001 год. После этого начался поиск чего-либо подобного в архивах других радиотелескопов, однако лишь в 2012 году, снова в архивных данных, нашли второй быстрый радиовсплеск. В 2013 году были обнаружены еще четыре, причем расчеты показали, что такие события происходят по нескольку тысяч раз в день, если рассматривать все небо. Иными словами, в радиодиапазоне в небе все время что-то вспыхивает, причем очень ярко, и мы понятия не имеем, что это и почему. Теоретических моделей, пытающихся объяснить это явление, — около двух десятков. На сегодняшний день астрономам известны 18 источников всплесков, хотя в ближайшем будущем это число должно увеличиться с началом работы радиотелескопа FAST в Китае. Как правило, всплески не повторяются в одной точке, но есть исключение — источник быстрых радиовсплесков 121 102, впервые обнаруженный в обсерватории Аресибо в 2012 году. С момента его открытия астрономы наблюдали уже девять всплесков радиосигналов от этого источника. «Само наличие повторного всплеска исключает катастрофические сценарии: нельзя два, а тем более несколько раз подряд коллапсировать в черную дыру, или полностью взорваться, или превратиться в кварковую звезду. Все такие гипотезы были отброшены еще год назад, когда был зарегистрирован повторный всплеск от источника 121 102», — рассказал Сергей Попов. Новые наблюдения в августе прошлого года позволили установить точное положение радиоисточника 121 102, а исследование в оптическом диапазоне показало, что в месте, откуда пришел радиосигнал, находится карликовая галактика: ее масса в 1000 раз меньше Млечного Пути, а размер — в 10 раз. «То, что всплеск пришел именно из такой галактики, говорит о многом. Это не просто карликовая галактика, это галактика с высоким темпом звездообразования. Уже хорошо известно, что именно в таких галактиках чаще встречаются источники гамма-всплесков и сверхъяркие сверхновые. Поэтому можно говорить, что, по крайней мере, данный быстрый радиовсплеск может быть родственен этим явлениям», — объяснил ученый. Наблюдения с еще большей детализацией показали, что там же, где находится источник быстрых вспышек, немного в стороне от центра галактики, есть и источник постоянного радиоизлучения. Что он собой представляет, также пока неизвестно, однако есть несколько гипотез. «Существует несколько наиболее вероятных моделей, но похоже, что все последние данные свидетельствуют в пользу магнитаров. Впервые посмотреть на магнитары как на источник быстрых радиовсплесков предложил мне Константин Постнов, и мы еще в 2007 году написали статью. Мы тогда не строили детальной физической модели — ее построил Юрий Любарский в 2014 году на основе нашей идеи, и до недавнего времени она была одной их трех основных моделей, объясняющих быстрые радиовсплески. Вторая модель — пульсары, третья — слияние нейтронных звезд», — сказал Сергей Попов. Нельзя быть уверенными, что все быстрые радиовсплески объясняются какой-то одной причиной, поэтому верны могут оказаться все три модели. «Например, тот факт, что обсуждаемый всплеск — единственный повторный, может означать, что его природа отличается от остальных, а может быть, и остальные являются разнородной популяцией», — подчеркнул ученый. Однако для источника 121 102 можно отбросить слияние нейтронных звезд, поскольку оно не может быть повторяющимся событием, и пульсары, потому что источник всплеска слишком далек для этой гипотезы: галактика находится в 2,4 миллиарда световых лет от нас. «Это отсекает все модели, которые помещали источники существенно ближе. Например, модель, где быстрые радиовсплески связывались с вспышками молодых пульсаров, предполагала расстояние раз в 10 меньше. По крайней мере, для этого всплеска эта модель не подходит, как показал в недавней заметке Максим Лютиков, с которым мы занимались пульсарной моделью. Таким образом, сейчас на первом месте стоит магнитарная модель, но ее, по всей видимости, нужно модифицировать. Недавно появилась статья Брайна Мецгера с компанией, где они рассмотрели молодые магнитары в возрасте лет 10, и у них очень хорошо получилось описать основные свойства этого источника, включая постоянный радиоисточник», — рассказал Сергей Попов. Молодой магнитар, как и любая молодая нейтронная звезда, окружен плотной оболочкой — веществом, которое было выброшено в результате взрыва сверхновой. При этом магнитары не только вспыхивают, но много и постоянно излучают, замедляя свое вращение. Энергия вращения в основном переходит в ветер из релятивистских частиц, движущихся с околосветовыми скоростями, они попадают в туманность, которая из-за этого может «светиться» в радиодиапазоне. «В целом магнитарная модель позволяет объяснить все случаи быстрых радиовсплесков, просто немножко по-разному. Поэтому сейчас наиболее подходящий консервативный вариант для повторяющегося быстрого радиовсплеска — это молодой магнитар, который вот так бурно и активно себя ведет. Другие радиовсплески тоже могут быть магнитарами, но более старыми. Так что получается хорошая пропорция: молодые магнитары дают вспышки чаще, а более старые — реже. И все это можно описать в рамках одной модели», — считает ученый. Проверить эту гипотезу можно будет, наблюдая за источниками быстрых радиовсплесков в гамма-диапазоне: в модели Любарского есть предсказание, что всплеск в радиодиапазоне должен сопровождаться вспышкой в жестком гамма-диапазоне.