Телескоп CHIME зафиксировал 828 вспышек и уникальную динамику FRB 20220912A

Международная группа астрономов под руководством Томаса К. Эббота из Университета Макгилла в Монреале, Канада, использовала интерферометрический радиотелескоп CHIME для радионаблюдений высокоактивного источника повторяющихся быстрых радиовсплесков FRB 20220912A. Ученые обнаружили 828 вспышек, выявили уникальную динамику активности источника, линейный рост меры дисперсии и оценили его минимальную энергетическую мощность. Результаты мониторинга были опубликованы на сервере препринтов arXiv.

Используя интерферометрический радиотелескоп CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment), международная группа астрономов провела радионаблюдения FRB 20220912A, высокоактивного источника повторяющихся быстрых радиовсплесков. Результаты мониторинга, опубликованные на сервере препринтов arXiv, могут помочь лучше понять природу этих загадочных источников. Быстрые радиовсплески (FRB) представляют собой интенсивные вспышки радиоизлучения длительностью в миллисекунды, демонстрирующие характерную дисперсионную характеристику радиопульсаров.

Физическая природа этих вспышек до сих пор неизвестна, и астрономы рассматривают множество объяснений, от синхротронного мазерного излучения молодых магнетаров в остатках сверхновых до космических струнных пиков.

FRB 20220912A это гиперактивный повторяющийся быстрый радиовсплеск, обнаруженный в 2022 году с помощью прибора FRB телескопа CHIME. Он расположен в активной галактике PSO J347.2702+48.7066 на красном смещении 0,077. Предыдущие наблюдения этого источника выявили частоту всплесков до 390 вспышек в час и показали, что предполагаемая суммарная излучаемая энергия может поставить под сомнение некоторые модели происхождения FRB, включающие магнетары.

Именно поэтому группа астрономов во главе с Томасом К. Эбботом решила провести дополнительные наблюдения FRB 20220912A с помощью прибора Pulsar на телескопе CHIME. В целом прибор Pulsar предназначен для высокоточных наблюдений пульсаров с высоким временным разрешением, однако он также подходит для углубленного изучения одиночных повторяющихся источников.

Исследователи поясняют, что CHIME/Pulsar генерирует 10 цифровых следящих лучей, каждый из которых может быть центрирован на источнике на протяжении всего его прохождения. Это устраняет частотно-зависимую характеристику статических лучей CHIME/FRB и особенно полезно для источников, проходящих через области сетки лучей CHIME/FRB с пониженной чувствительностью. Кроме того, CHIME/Pulsar способен записывать данные с высоким временным разрешением и когерентной дедисперсией, что позволяет проводить поиск узких во времени быстрых радиовспышек от повторяющихся источников с известной мерой дисперсии в течение 40,96 микросекунды.

В ходе последующего мониторинга было зафиксировано 828 вспышек от FRB 20220912A за 201,2 часа наблюдений. Это дает среднюю частоту вспышек 4,12 вспышки в час при пороговом значении флюенса 0,92 джоуля на миллисекунду. Пиковая наблюдаемая частота вспышек составила 52 вспышки в час и была зафиксирована 25 октября 2022 года. Наблюдения показали, что средняя еженедельная частота вспышек FRB 20220912A значительно меняется со временем.

В частности, источник демонстрировал высокую активность в первые 10 недель наблюдений и бимодальное распределение времени ожидания, при котором в некоторые отдельные дни частота вспышек значительно превышает среднее значение. Однако после первых 10 недель высокой активности средняя еженедельная частота вспышек стала ниже или соответствовала общей средней частоте вспышек.

Кроме того, исследование показало, что мера дисперсии FRB 20220912A линейно возрастает со временем со скоростью 1,4 парсека на кубический сантиметр в год, в то время как мера вращения остается близкой к нулю. Это противоречит тому, что наблюдалось для других активных ретрансляторов, и предполагает, что FRB 20220912A может находиться в уникальной локальной среде. Собранные данные также позволили исследователям определить суммарную энергетическую мощность FRB 20220912A, которая, по оценкам, составляет не менее 10 тредециллионов эрг.

Авторы работы утверждают, что экстремальные модели магнетаров, предполагающие наличие сильных диполей, поверхностных мультиполей высокого порядка или сильных внутренних полей, могут обеспечить такую высокую энергию. Уникальное поведение источника — сочетание переменной активности, линейного роста меры дисперсии при нулевой мере вращения, указывает на сложную и, возможно, эволюционирующую локальную среду вокруг FRB 20220912A, что требует дальнейшего изучения для окончательного понимания природы гиперактивных повторяющихся быстрых радиовсплесков.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях