Тайна быстрых радиовсплесков усугубляется бурной активностью FRB 121102

Огромный новый набор данных может вскоре помочь раскрыть космическую тайну быстрых радиовсплесков (FRB). В течение нескольких недель было обнаружено более 1600 новых сигналов, исходящих от одного из наиболее хорошо изученных источников FRB, что по существу опровергло ведущую гипотезу об их происхождении.

FRB представляют собой миллисекундные всплески радиоволн, каждый из которых несет больше энергии, чем Солнце излучает за год. Некоторые из них — одноразовые, в то время как другие повторяются случайным образом или по предсказуемому расписанию.

Но что именно их создает, остается загадкой. Черные дыры, сверхновые, нейтронные звезды, экзотические частицы и, конечно же, инопланетяне были предложены в качестве объяснения, но главный кандидат — магнетары, компактные звезды с невероятно мощными магнитными полями.

Новое исследование, однако, усложняет картину. Астрономы использовали сферический телескоп с пятисотметровой апертурой (FAST) в Китае, чтобы внимательно изучить один из самых известных источников FRB.

FRB 121102 был первым обнаруженным повторяющимся сигналом, поэтому он был одним из наиболее хорошо изученных за последние годы. Но новые наблюдения показывают, что он намного активнее, чем считалось ранее.

Команда астрономов наблюдала за источником почти 60 часов в течение 47 дней в 2019 году, обнаружив 1652 всплеска. Это огромный рост — раньше было зарегистрировано всего 347 всплесков из этого источника с момента его открытия в 2012 году. Такое резкое расширение набора данных может помочь раскрыть тайну FRB.

В самый активный период FRB 121102 был обнаружен, давая 122 всплеска в течение одного часа — это самая высокая частота повторения среди всех источников FRB. Ученые говорят, что этот всплеск активности может помочь выбрать между двумя основными моделями того, как магнетары могут производить повторяющиеся FRB. Первая гипотеза предполагает, что сигналы возникают изнутри магнитного поля звезды, а вторая утверждает, что они производятся повторяющимися «сотрясениями» вещества вокруг звезды.

«Эти результаты создают серьезные проблемы для последней модели», — говорят исследователи. «Всплески слишком часты, и, учитывая, что один только этот эпизод составляет 3,8 процента энергии, доступной от магнетара, он добавляет слишком много энергии для работы второй модели».

Имея в своем распоряжении такое количество точек данных, ученые также проверили какой-либо тип повторяющегося паттерна для всплесков в масштабах от одной миллисекунды до 1000 секунд. Ничего не было обнаружено, что, кажется, предполагает, что ни один компактный объект, такой как магнетар, не является причиной этого.

В каком-то смысле это только усугубляет загадку. Но это не исключает полностью магнетаров как источника FRB — их может быть два очень близко вращающихся по орбите с сигналами, возникающими в результате их взаимодействия.

Даже если FRB 121102 не является магнетаром, это не означает, что они не могут быть причиной других FRB – в конце концов, разные сигналы обладают таким широким диапазоном характеристик, что могут иметь место несколько объяснений.

Новое исследование опубликовано в журнале Nature.