Едно от най-мистериозните космически явления са бързите радио изблици. Това са кратки, няколко милисекундни радиосигнали с неизвестен характер, в резултат на освобождаването на огромно количество енергия. От откриването им мина повече от десетилетие, но астрофизиците все още се опитват да разберат механизмите на тяхното възникване. Изследователите цитират неутронни звезди, черни дупки и дори предаватели от извънземни цивилизации като възможни източници.
Мистериозни сигнали
С бързо избухване на радио, толкова мили енергия се отделя за милисекунди, колкото Слънцето излъчва за няколко десетки хиляди години. Водещата хипотеза е, че те са причинени от катастрофални събития, като например сливането на две неутронни звезди, светкавица от изпаряването на черна дупка или превръщането на пулсар в черна дупка. Дълго време се смяташе, че радиоизбухванията могат да се появят само веднъж, но през 2015 г. беше открито, че записаният по-рано бърз радиовръх FRB 121102 се повтаря непериодично.
FRB 121102 е разположен в галактика джудже на три милиарда светлинни години от Земята и в продължение на няколко години остава единственият известен източник на повтарящи се радиоизриви, въпреки внимателното търсене. През януари 2019 г. обаче в списание Nature се появи статия на учени от канадската колаборация CHIME, в която беше съобщено, че сигналите от друг източник са пререгистрирани - 180814. J0422 + 73. Интерферометричният радио телескоп CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) е открил шест бързи радиовзрива, дошли от галактика на разстояние 1.3 милиарда светлинни години.
Сигналите по своята честотна структура и спектрални характеристики наподобяват сигналите от FRB 121102, което показва подобен механизъм на тяхното формиране и същия характер на източника. Откритието показва наличието на отделен тип бързи радиовзриви, причината за които не могат да бъдат катастрофални събития именно поради тяхното повторение.
Промоционално видео:
Тиха галактика
През август 2019 г. международен екип от учени за първи път идентифицира източника на един-единствен бърз радиовзрив FRB 180924, който възниква в галактика на четири милиарда светлинни години.
Използвайки радиоинтерферометъра ASKAP, разположен в Австралия, астрономите определиха местоположението на източника на FRB и след това изчислиха разстоянието до него, анализирайки данни от телескопите Gemini, Keck и VLT оптични наземни телескопи. Оказа се, че радиопламът е възникнал в масивна галактика с големина на Млечния път, на 13 хиляди светлинни години от центъра му. Характерна особеност на галактиката е липсата на процеси за раждането на нови звезди.
Това контрастира на повтарящия се сигнал FRB 121102, който е разположен в активната зона за образуване на звезди. По този начин, единичните и многократните бързи радио изблици трябва да имат различен произход. В случая на FRB 121102 радиосигналът изглежда преминава през мощно магнитно поле около магнитар - специален тип неутронна звезда.
Скоро астрономите от Калифорнийския технологичен институт в Съединените щати съобщават за откриването на друг бърз радиовзрив FRB 190523, който също се е случил в сравнително спокойна среда - в галактика, аналогична на Млечния път и е на 7,9 милиарда светлинни години от Земята.
И двете тези открития опровергават, че бързото избухване на радио може да се случи само в галактики на млади джуджета, които съдържат голям брой магнити.
Радио интерферометър ASKAP.
Осем близнаци
През август 2019 г. в хранилището за предварително отпечатване на arXiv.org се появи статия от канадската колаборация CHIME, която отчита откриването на осем повтарящи се радиосигнала. Два източника на радиосигнали - FRB 180916 и FRB 181119 - мигат повече от два пъти (съответно десет и три пъти), останалите изпращат повторени радиосигнали само веднъж, като най-дългата пауза между записването на радиовълни е 20 часа. Според изследователите това може да показва, че много FRB всъщност се повтарят, но някои са по-активни от други.
Повечето от осемте нови бързи радиовзрива показаха намаляване на честотата на сигнала с всеки повторен изблик, което може да е ключът към разбирането на механизма, който поражда тези явления. В допълнение, FRB 180916 има най-ниските степени на дисперсия на сигнала, което показва относителната близост на източника до Земята. Той също така може да помогне за определяне на естеството на радио спукването, заключиха изследователите.
Адски звезди
В края на лято 2019 г. учени от Националния център по радиоастрофизика в Индия съобщиха, че магнетарите все още са един от най-вероятните източници на бързи радиоизбухвания (поне повтарящи се).
Аномалният магнит XTE J1810-197 е наблюдаван с радио телескопа Giant Metrewave. Бяха записани милисекундни импулси на радио излъчване, наподобяващи проблясъци от повторение на FRB 180814. J0422 + 73.
Гигантски телескоп Metrewave.
Този магнитар се намира на 10 хиляди светлинни години от Земята. Той беше открит през 2003 г. и постепенно спря да излъчва радио излъчване през 2008 г. Въпреки това през 2018 г. върху него се появи ново огнище, което също постепенно започна да избледнява. Интересното е, че магнитарите обикновено не излъчват радио излъчване, а XTE J1810-197 е първият източник на радиоизлъчване от този вид. Рядкостта на този обект, както и на повтарящите се радиоизстрели, накара учените да смятат, че и двете явления могат да са свързани помежду си.
Шумна дупка
През септември 2019 г. китайските астрономи съобщиха, че са открили нови бързо повтарящи се радиоизстрели (FRB) от FRB 121102. Сигналите са засечени с 500-метров радио телескоп FAST с 19-лъч приемник в провинция Гуйджоу. От края на август до септември са регистрирани над 100 шипа, което е рекорден брой сред всички записани FRB.
По това време учените започнаха да приемат, че FRB 121102 е свръхмасивна черна дупка, която надвишава масата на Слънцето с 10-100 милиона пъти и генерира мощно магнитно поле, а неутронната звезда или плазма, засегнати от дупката, биха могли да бъдат пряк източник на пламъци. Друго възможно обяснение е, че FRB 121102 е намагнитен плерион, мъглявина, захранвана от звезден вятър от пулсар.
***
Докато бързите радиоизстрели остават необяснимо явление досега, през 2019 г. на научната общност бяха представени много данни, които приближават астрономите до решението. Оказа се, че FRB могат да се повтарят и те вероятно го правят много често. В този случай те се генерират от доста екзотични предмети като неутронни звезди (пулсари и магнити), разположени в подходяща междузвездна среда. Единичните изблици се случват при по-малко бурни условия: галактики, при които образуването на звезди е много бавно. Такива явления, най-вероятно, наистина се появяват поради катастрофални процеси.