Фото: CHIME/Андре Речник
Мимолетные выбросы энергии из космоса, известные как быстрые радиовсплески (FRB), являются космической загадкой. Международная группа исследователей под руководством Канады опубликовала новые результаты, предполагающие, что сверхновые вносят основной вклад в формирование источников, которые в конечном итоге производят FRB.
«Быстрые радиовсплески — одна из величайших загадок астрономии», — сказал ведущий автор Мохит Бхардвадж, участник сотрудничества канадского эксперимента по картированию интенсивности водорода «Fast Radio Burst» (CHIME/FRB) и научный сотрудник Мак-Вильямса в Университете Карнеги-Меллона. «Эти чрезвычайно мощные радиовзрывы могут преодолевать космологические расстояния и излучать больше энергии, чем Солнце за тысячу лет, несмотря на то, что они длятся всего несколько тысячных секунды. Еще более интригует то, что, хотя они поражают Землю примерно каждую минуту со всех концов небе, их происхождение до сих пор неизвестно».
Исследователи под руководством ученых из Канады и в том числе команды из США, Мексики, Чили и Австралии изучили 18 близлежащих хозяев FRB, все из которых были спиральными галактиками или галактиками позднего типа. Преобладание галактик поздних типов позволяет предположить, что источники FRB преимущественно встречаются в относительно молодых галактиках, причем источники, возможно, производятся сверхновыми, вызванными коллапсом ядра массивной звезды.
«Эта работа выявляет интригующую тенденцию, которая предполагает, что большинство локальных FRB, вероятно, происходят от сверхновых с коллапсом ядра», — сказала Бриджит Андерсен, соавтор статьи и нынешний доктор философии. студентка Университета Макгилла, работающая под руководством профессора Виктории Каспи. «В будущих исследованиях будет особенно интересно посмотреть, сохранится ли эта тенденция с большим количеством локализованных родительских галактик».
Эта работа имеет особое значение, поскольку год назад, после обнаружения источника FRB в шаровом скоплении галактики Мессье 81, где находится чрезвычайно старое звездное население, появилось предположение, что такие источники могут доминировать в населении FRB.
Бхардвадж сказал, что результаты команды не подтверждают такой сценарий и вместо этого подтверждают гипотезу о том, что большинство источников FRB возникают в результате гибели массивных звезд, что часто приводит к образованию либо черных дыр, либо нейтронных звезд.
«Заглядывая в будущее, по мере того, как мы собираем более крупные выборки более точно наблюдаемых FRB, мы сможем дополнительно изучить эти различия как для близлежащих, так и для удаленных FRB», — сказал он. «Проводя более углубленный анализ, мы надеемся уточнить наше понимание разнообразного происхождения FRB и потенциально раскрыть основные механизмы, которые управляют этими космическими явлениями, проливая свет на тонкости всплесков радиосигналов во Вселенной».
Команда CHIME/FRB недавно удвоила каталог известных повторяющихся FRB и продолжает добиваться прогресса в этой области. Самая последняя статья совместной работы, которая доступна на сервере препринтов arXiv и будет опубликована в The Astrophysical Journal Letters, важна, поскольку она точно определяет родительские галактики новых близлежащих FRB, которые являются многообещающими кандидатами для идентификации предлагаемых аналогов мгновенного или послесвечения. за пределами радиоволн.
Понимание происхождения FRB является ключевой задачей современной астрономии, и до сих пор внегалактические FRB проявлялись исключительно как радиофеномены. Определив их источники, космологи могут получить новое представление об экстремальных астрофизических средах, которые порождают эти сигналы, и о физических механизмах, ответственных за них.
«Возможность точно определить галактику, из которой произошел FRB, была ключевой для этого исследования. Но с помощью CHIME мы можем идентифицировать только родительские галактики ближайших FRB», — сказал соавтор Даниэле Мичилли, ныне постдокторант Массачусетского технологического института Кавли. Институт астрофизики и космических исследований. «Мы строим новые телескопы CHIME «Outrigger» в Канаде и США, чтобы обеспечить точную локализацию на небе всех FRB, обнаруженных CHIME. Это произведет революцию в этой области и позволит нам проверить выдвинутые здесь идеи».
По словам Бхардваджа, одна из преобладающих гипотез, связывающих эти интенсивные всплески радиоволн с астрофизическими процессами, связана с нейтронными звездами. Он добавил, что известность этой гипотезы возросла в 2020 году, когда CHIME/FRB наблюдал FRB-подобные вспышки от известной сильно намагниченной нейтронной звезды (SGR 1935+2154) в нашей галактике, что привело к идентификации магнетаров — молодых сильно намагниченных нейтронов. звезды — как вероятный источник.
«Независимо от их происхождения, эти короткие всплески открывают большие перспективы для космологических исследований», — сказал Бхардвадж. «Для каждого FRB мы можем оценить количество ионизированной материи, через которую прошел сигнал FRB на пути к Земле. Это однозначно позиционирует FRB как очень многообещающий зонд для изучения распределения ионизированного газа в космической паутине».
Информация от: Университетом Карнеги-Меллон.
