Кратковременный всплеск радиоизлучения наконец-то обнаружен до его источника: окраин галактики, удаленной на 4 миллиарда световых лет
Быстрые радиопередачи (FRB) - одно из самых загадочных явлений, с которыми сегодня сталкиваются астрономы. По сути, FRB - это кратковременные радиоизлучения от далеких астрономических источников, причина которых остается неизвестной. В некоторых случаях обнаруженные FRB повторялись, но в большинстве случаев это были разовые события. И хотя повторяющиеся источники отслеживаются до точки их происхождения, ни одно событие никогда не было локализовано.
До настоящего времени. С помощью Австралийский квадратный километр Array Pathfinder (ASKAP) и других радиотелескопов со всего мира, группе астрономов под руководством Австралии удалось подтвердить расстояние до интенсивного радиовсплеска, который вспыхнул всего на тысячную долю секунды. Это первый неповторяющийся FRB, который прослеживается до его источника, которым в данном случае была галактика, расположенная на расстоянии 4 миллиардов световых лет от нас.
С тех пор, как в 2007 году был открыт первый FRB («Лоримеровская вспышка»), радиоастрономы с нетерпением ждали возможности наблюдать больше. На сегодняшний день было обнаружено сорок событий (большинство из которых было извлечено из архивных данных), а некоторые прослежены до их источников. И все же астрономы до сих пор не знают, что их вызывает, и придерживаются различных теорий, от быстро вращающихся нейтронных звезд и черных дыр до радиосигналов инопланетян.
Обнаружить FRB довольно сложно, поскольку большинство из них работает всего миллисекунду, а отследить их до источника еще сложнее. В этом случае FRB (известный как FRB 180924) был одиночным пакетом, который исчез так же внезапно, как и появился - в отличие от других, которые могут мигать несколько раз в течение длительного периода. Результаты опубликованы в изучение что недавно появилось вНаука.
Впервые импульс был обнаружен исследователями ASKAP в 2018 году во время специального поиска с помощью 36 антенн радиотелескопов. Затем исследователи использовали незначительную разницу во времени, которое потребовалось сигналу, чтобы достичь различных антенн в массиве, чтобы определить местонахождение источника импульса. По этим различиям они смогли определить галактику, в которой произошла вспышка.
Как сказал Адам Деллер - исследователь из Технологический университет Суинберна и ведущий автор исследования - объяснил :
«Когда нам удалось получить положение FRB 180924 с точностью до 0,1 угловой секунды, мы знали, что он скажет нам не только, какой объект является родительской галактикой, но и где в пределах родительской галактики он находится. Мы обнаружили, что FRB находился вдали от ядра галактики, в «галактических пригородах» ».
Затем команда заручилась помощью исследователей из Близнецы Южный телескоп и ESO Очень большой телескоп (VLT) в Чили и W.M. Обсерватория Кека на Гавайях для наблюдения за галактикой и определения ее расстояния и других характеристик. Телескоп Gemini был особенно полезен, так как он был разработан с учетом такого рода наблюдений.
Южный телескоп Близнецов в Чили. Предоставлено: Обсерватория Близнецов / AURA / Мануэль Паредес.
Это связано с тем, что телескоп Gemini South размером 8,1 метра (~ 26,5 футов) был разработан для получения изображений высочайшего качества и глубины в оптическом и инфракрасном диапазонах волн. Тем не менее, именно совместные усилия этих трех обсерваторий и их продвинутый набор инструментов сделали возможным локализацию галактики.
Николас Техос, исследователь из Папский католический университет Вальпараисо в Чили вел наблюдения Близнецов. Как он объяснил в Обсерватории Близнецов заявление для прессы :
«Данные Gemini South абсолютно подтвердили, что свет покинул галактику около 4 миллиардов лет назад ... ASKAP дал нам двухмерное положение в небе, но наблюдения Gemini, Keck и VLT зафиксировали расстояние, которое завершает трехмерное расстояние. трехмерное изображение ».
Для астрономов важно знать, где в галактике находится FRB этого типа, потому что это позволяет им получить некоторое представление о том, кем мог быть его прародитель. До сих пор большинство теорий происхождения связано с массивным, компактным объектом (например, нейтронной звездой или черной дырой), поэтому знание того, где происходит FRB в галактике, может сказать астрономам, является ли это образование, эволюция или столкновение / разрушение этих объектов. вызывает взрыв радио.
Впечатление этого художника о космической паутине, волокнистой структуре, заполняющей всю Вселенную, освещенной FRB. Предоставлено: М. Вайс / CfA.
Зная, где в галактике возникают FRB, астрономы также надеются установить ограничения на то, что может их вызывать. Как сказал Стюарт Райдер, исследователь из Университета Маккуори и член исследовательской группы, изучение FRB находится в передовой области астрономических исследований:
«Подобно гамма-всплескам два десятилетия назад или недавнему обнаружению гравитационных волн, мы стоим на пороге захватывающей новой эры, когда мы вот-вот узнаем, где происходят быстрые радиовсплески. Однако в конечном итоге наша цель - использовать FRB в качестве космологических зондов, во многом так же, как мы используем гамма-всплески, квазары и сверхновые звезды ».
Такая карта, по словам Райдера, могла бы помочь решить продолжающуюся «проблему отсутствия барионов». Это относится к разрыву между наблюдаемым количеством барионов (субатомных строительных блоков материи) во Вселенной и тем, что предсказывают теоретические модели. В настоящее время стандартные модели космологии предсказывают, что они, вероятно, находятся в теплой-горячей межгалактической среде (WHIM), но все попытки найти их оказались безуспешными.
Но, точно определив, где возникают FRB и как быстро распространяется их свет, астрономы могли бы измерить плотность промежуточного материала между Землей и радиоисточниками. Имея достаточно большую выборку, астрономы могут также создать трехмерную карту поперечного сечения, показывающую, где барионы расположены между галактиками и в каких концентрациях.
Четыре единичных телескопа, которые составляют Очень большой телескоп ESO в обсерватории Паранал> Изображение: ESO / H.H.Heyer / Wikimedia Commons
Благодаря совместным усилиям всех исследователей и обсерваторий, FRB 180924 стал вторым локализованным сигналом FRB. Однако другой сигнал (FRB 121102) был повторяющимся сигналом, который мигал более 150 раз. Хотя оба типа сигналов относительно редки, одиночные FRB гораздо более распространены, чем повторяющиеся. Таким образом, открытие FRB 180924 может привести к значительному усовершенствованию методов локализации.
Возможность найти FRB, особенно неповторяющиеся, также будет иметь большое значение для определения их точной причины. Как сказал Эван Кин - научный сотрудник проекта SKA и обладатель премии MERAC в области наблюдательной астрофизики за его новаторскую работу по FRB, - сказал в связанной с этим SKA. пресс-релиз :
«Чтобы полностью использовать потенциал FRB как космологических зондов, важно иметь возможность точно локализовать их, и ASKAP впервые сделал это. Это потрясающий шаг для науки FRB. Конечная цель будет заключаться в том, чтобы углубиться в красное смещение и локализовать тысячи FRB, и здесь на помощь придет SKA ».
Несомненно, астрономия в последние годы набирает обороты. Между открытием взрывов экзопланет, первое обнаружение гравитационные волны , первый в истории изображение черной дыры , а теперь изучение FRB, вряд ли есть область, в которой не произошла бы революция! Можно только представить, к чему все это приведет…
Обязательно посмотрите это видео, в котором объясняется, как FRB 180924 был обнаружен и локализован благодаря любезно предоставленной Организация научных и промышленных исследований Содружества (CSIRO):
Дальнейшее чтение: Обсерватория Близнецов , СКА , Наука
