Международная группа астрономов, опираясь на данные канадского эксперимента по картированию водорода CHIME, провела радиоисследования источника FRB 20220912A, представляющего собой высокоактивный повторитель быстрых радиовсплесков. Результаты этой наблюдательной работы, представленные 10 апреля на сервере arXiv, позволят углубить понимание природы этих таинственных объектов.
Быстрые радиовсплески (FRB) – это мощные всплески радиоизлучения, длящиеся всего миллисекунды и проявляющие характерную дисперсию, аналогичную той, что наблюдается у радиопульсаров. Природа этих всплесков до сих пор остается загадкой, и астрономы изучают различные гипотезы, начиная от излучения мазеров синхротронного типа, генерируемого молодыми магнетарми в областях, образовавшихся после взрывов сверхновых, и заканчивая касповыми событиями, связанными с космическими струнами.
FRB 20220912A – это чрезвычайно активный повторяющийся быстрый радиовсплеск, идентифицированный в 2022 году при помощи телескопа CHIME. Он находится в галактике PSO J347.2702+48.7066 с красным смещением 0,077. Ранее проведенные наблюдения этого объекта показали скорость всплесков, достигающую 390 всплесков в час, и выявили, что оценочная полная излучаемая энергия может не соответствовать ряду теорий возникновения FRB, связанных с магнетизарами.
По этой причине группа астрономов во главе с Томасом К. Эбботтом из Университета Макгилла, расположенного в Монреале, Канада, приняла решение провести дополнительные наблюдения за FRB 20220912A с использованием пульсарного инструмента CHIME/Pulsar. Обычно этот инструмент применяется для высокоточных наблюдений пульсаров с высоким временным разрешением, но также он может быть использован для детального изучения отдельных, повторяющихся источников.
CHIME/Pulsar создает десять цифровых лучей слежения, которые могут быть нацелены на источник на протяжении всего его перемещения. Это позволяет избежать частотно-зависимой реакции статических лучей CHIME/FRB и особенно эффективно для источников, проходящих через участки сетки лучей CHIME/FRB с пониженной чувствительностью. Помимо этого, CHIME/Pulsar обеспечивает запись данных с высоким временным разрешением и когерентную дедисперсию, что позволяет искать одиночные импульсы длительностью 40,96 микросекунды для узкотемпоральных FRB от повторяющихся источников с известной величиной дисперсии.
В ходе дальнейшей наблюдательной кампании было зарегистрировано 828 всплесков от FRB 20220912A за 201,2 часа наблюдений. Это указывает на среднюю частоту всплесков, составляющую 4,12 всплеска в час при пороговом значении потока 0,92 Янского на миллисекунду. Наибольшая зарегистрированная скорость всплесков достигла 52 всплеска в час и была отмечена 25 октября 2022 года.
Анализ данных показал, что средняя еженедельная скорость всплесков FRB 20220912A подвержена изменениям в течение времени. Замечено, что источник демонстрирует повышенную активность в первые десять недель наблюдений и характеризуется бимодальным распределением интервалов между всплесками, что означает, что в отдельные дни скорость всплесков существенно возрастает по сравнению со средним значением. Тем не менее, после десяти недель интенсивной активности средняя еженедельная скорость всплесков снижается до уровня, не превышающего общую среднюю скорость, или становится равной ей.
Анализ выявил, что показатель разброса FRB 20220912A увеличивается линейно со временем со скоростью 1,4 парсека на кубический сантиметр в год, в то время как его показатель вращения остаётся незначительным. Это отличается от поведения других активных повторов и позволяет предположить, что FRB 20220912A может располагаться в необычной локальной среде.
Полученные сведения также дали возможность исследователям вычислить общий энергетический выброс для FRB 20220912A, который составляет не менее 10 тредециллионов эрг. По мнению авторов работы, столь колоссальная энергия может быть вызвана экстремальными сценариями, связанными с магнетарами, такими как наличие мощных диполей, мультиполей высокого порядка на их поверхности или сильных внутренних полей.
Исследование в журнале arXiv.