Изображение родительской галактики исключительно мощного быстрого радиовсплеска FRB 20220610A, полученное космическим телескопом Хаббл. Чувствительность и резкость Хаббла позволяют обнаружить компактную группу из нескольких галактик, которые, возможно, находятся в процессе слияния. Они существовали, когда Вселенной было всего 5 миллиардов лет. FRB 20220610A был впервые обнаружен 10 июня 2022 года австралийским радиотелескопом ASKAP в Западной Австралии. Очень Большой Телескоп Европейской Южной Обсерватории в Чили подтвердил, что FRB прибыл из далекого места. Авторы и права: НАСА, ЕКА, STScI, Алекса Гордон (Северо-Западный регион)
Летом 2022 года астрономы обнаружили самый мощный быстрый радиовсплеск (FRB), когда-либо наблюдавшийся. И поскольку он возник в месте, датируемом половиной времени Большого взрыва, он также был самым дальним известным FRB, обнаруженным на сегодняшний день.
Теперь астрономы под руководством Северо-Западного университета определили место рождения необычного объекта — и это действительно довольно любопытно.
Используя изображения космического телескопа «Хаббл» НАСА, исследователи проследили FRB не до одной галактики, а до группы, состоящей как минимум из семи галактик. Кажется, что галактики в коллекции взаимодействуют друг с другом — возможно, даже на пути к потенциальному слиянию. Такие группы галактик редки и, возможно, привели к условиям, которые вызвали FRB.
Неожиданное открытие может поставить под сомнение научные модели того, как производятся FRB и что их производит.
«Без изображений Хаббла по-прежнему оставалось бы загадкой, возник ли этот FRB из одной монолитной галактики или из какого-то типа взаимодействующей системы», — сказала Алекса Гордон из Northwestern, возглавлявшая исследование. «Именно такие условия — эти странные — приводят нас к лучшему пониманию тайны FRB».
Гордон представляет это исследование на 243-м собрании Американского астрономического общества, проходившем 7–11 января в Новом Орлеане, штат Луизиана. Соответствующая статья также опубликована на сервере препринтов arXiv.
Гордон учится в аспирантуре по астрономии в Вайнбергском колледже искусств и наук Северо-Западного университета, где ее консультирует соавтор исследования Вэнь-Фай Фонг, доцент кафедры физики и астрономии. Фонг и Гордон также являются членами Центра междисциплинарных исследований и исследований в области астрофизики (CIERA).
Рождение из капли?
Вспыхивающие и исчезающие в течение миллисекунд, FRB представляют собой короткие мощные радиовзрывы, которые за один быстрый всплеск генерируют больше энергии, чем наше Солнце излучает за целый год. А рекордный FRB (получивший название FRB 20220610A) оказался еще более экстремальным, чем его предшественники.
Он не только был в четыре раза более энергичным, чем более близкие FRB, но и считался самым далеким из когда-либо обнаруженных FRB. Когда возникла FRB 20220610A, Вселенной было всего 5 миллиардов лет. (Для сравнения: возраст Вселенной сейчас 13,8 миллиардов лет.)
В ранних наблюдениях вспышка, по-видимому, возникла вблизи неопознаваемой аморфной капли, которая, по первоначальному мнению астрономов, представляла собой либо одиночную галактику неправильной формы, либо группу из трех далеких галактик. Но, с другой стороны, четкие изображения Хаббла теперь позволяют предположить, что это пятно может состоять как минимум из семи галактик, находящихся невероятно близко друг к другу. На самом деле галактики расположены настолько близко друг к другу, что все они могли бы поместиться внутри нашего Млечного Пути.
Изображение родительской галактики исключительно мощного быстрого радиовсплеска FRB 20220610A, полученное космическим телескопом Хаббл. Чувствительность и резкость Хаббла позволяют обнаружить компактную группу из нескольких галактик, которые, возможно, находятся в процессе слияния. Они существовали, когда Вселенной было всего 5 миллиардов лет. FRB 20220610A был впервые обнаружен 10 июня 2022 года австралийским радиотелескопом ASKAP в Западной Австралии. Очень Большой Телескоп Европейской Южной Обсерватории в Чили подтвердил, что FRB прибыл из далекого места. Авторы и права: НАСА, ЕКА, STScI, Алекса Гордон (Северо-Западный регион)
«Есть некоторые признаки того, что члены группы «взаимодействуют»», — сказал Фонг. «Другими словами, они могут обмениваться материалами или, возможно, идти по пути слияния. Эти группы галактик (называемые компактными группами) представляют собой невероятно редкую среду во Вселенной и являются самыми плотными структурами галактического масштаба, о которых мы знаем».
«Это взаимодействие может спровоцировать всплески звездообразования», — сказал Гордон. «Это может указывать на то, что прародитель FRB 20220610A связан с довольно недавней популяцией звезд, что соответствует тому, что мы узнали от других FRB».
«Несмотря на сотни событий FRB, обнаруженных на сегодняшний день, лишь часть из них была привязана к родительским галактикам», — сказал соавтор исследования Юксин (Вик) Донг, аспирант Национального научного фонда, доктор астрономии. студент лаборатории Фонга и член CIERA. «В этой небольшой группе лишь немногие пришли из плотной галактической среды, но ни один из них никогда не был замечен в такой компактной группе. Таким образом, место его рождения действительно редкое».
Загадочные взрывы
Хотя астрономы обнаружили до 1000 FRB с момента их первого открытия в 2007 году, источники ослепительных вспышек остаются неопределенными. Хотя астрономам еще предстоит достичь консенсуса относительно возможных механизмов, лежащих в основе FRB, они в целом согласны с тем, что FRB должен включать компактный объект, такой как черная дыра или нейтронная звезда.
Раскрыв истинную природу FRB, астрономы смогли узнать не только о загадочных явлениях, но и об истинной природе самой Вселенной. Когда радиоволны от FRB наконец достигают наших телескопов, они уже миллиарды лет путешествуют из далекой ранней Вселенной. Во время этой межвселенной одиссеи они по пути взаимодействуют с материалами.
«Радиоволны, в частности, чувствительны к любому материалу, находящемуся на пути прямой видимости — от местоположения FRB до нас», — сказал Фонг. «Это означает, что волны должны проходить через любое облако материала вокруг места FRB, через принимающую его галактику, через Вселенную и, наконец, через Млечный Путь. По временной задержке самого сигнала FRB мы можем измерить сумму всех этих вкладов».
Чтобы продолжать исследовать FRB и их происхождение, астрономам необходимо обнаружить и изучить больше из них. А поскольку технология постоянно становится все более чувствительной, Гордон говорит, что уже не за горами новые обнаружения — возможно, даже захват невероятно слабых FRB.
«Имея большую выборку отдаленных FRB, мы можем начать изучать эволюцию FRB и их свойств-хозяев, соединяя их с более близкими и, возможно, даже начать выявлять более странные популяции», — сказал Донг.
«В ближайшем будущем эксперименты с FRB повысят их чувствительность, что приведет к беспрецедентному росту количества FRB, обнаруженных на этих расстояниях», — сказал Гордон. «Астрономы скоро узнают, насколько особенной была среда этого FRB».
Исследование называется «Быстрый радиовсплеск в компактной группе галактик на z ~ 1». Астрономы сначала обнаружили FRB 20220610A с помощью австралийского радиотелескопа Pathfinder Square Kilometer Array в Западной Австралии, а затем подтвердили его происхождение с помощью Очень большого телескопа Европейской южной обсерватории в Чили.
Информация от: Северо-Западным университетом
