Необычный, повторяющийся сигнал из космической бездны, вероятно, генерируется из ранее не идентифицированной области. Изучение источника быстрых радиовсплесков FRB 20220912A показало изменения в плотности вещества в его окрестностях. Данное открытие может способствовать раскрытию тайн, связанных с этими явлениями.
Быстрые радиовсплески (Fast Radio Bursts, FRB) представляют собой короткие, но чрезвычайно мощные радиоимпульсы, поступающие из других галактик. Обычно такие всплески наблюдаются лишь один раз, однако некоторые из них повторяются. Наиболее редкие источники способны генерировать сотни сигналов в течение короткого периода времени. К этой категории относится FRB 20220912A, обнаруженный в 2022 году. Ранее его признали одним из самых активных повторяющихся источников.
Полученные данные заставили усомниться в общепринятой гипотезе, согласно которой эти всплески возникают из-за молодых магнетар – нейтронных звезд с чрезвычайно мощными магнитными полями. Причиной тому стало то, что энергия зарегистрированных сигналов превышала значения, предсказанные некоторыми моделями. Новое исследование, представленное на сервере препринтов Корнеллского университета, расширяет эту картину, основываясь на 1,5 года наблюдений с помощью канадского радиотелескопа CHIME.
В ходе анализа было рассмотрено 828 отдельных всплесков, полученных в результате примерно 200 часов наблюдений – это весьма значительный объем данных для повторяющегося FRB. Исследование показало, что источник демонстрировал нетипичное поведение: в первые 10 недель после обнаружения он проявлял повышенную активность, однако затем внезапно прекратил излучение. Подобное поведение характерно для космического объекта, переживающего кратковременный период интенсивной активности, после чего он переходит в состояние покоя.
Интересные результаты показал анализ интервалов между всплесками. Некоторые сигналы разделяют лишь малые промежутки времени, порядка долей секунды, в то время как другие – минуты. Подобный «двойной ритм» указывает на два различных режима активности источника. Вероятно, первый связан с быстрыми процессами, происходящими вблизи места формирования сигнала, такими как внутренние изменения магнитного поля, а второй – с менее частыми и масштабными событиями, например, взрывами на поверхности магнетара.
Проанализировав дисперсионную меру, которая характеризует количество ионизированного вещества, расположенного между источником и Землей, ученые пришли к выводу, что вдоль линии наблюдения наблюдается постепенное увеличение концентрации ионизированного вещества между нами и источником. Это явление представляется крайне необычным.
Следовательно, FRB может располагаться в области ионизированного водорода, которая расширяется, и где молодые звёзды активно излучают, изменяя окружающее пространство. В случае, если это соответствует действительности, быстрые радиовсплески могут возникать в гораздо более разнообразных условиях, нежели предполагалось ранее. К тому же, у данного источника практически не наблюдается изменения в степени вращения поляризации сигнала – характеристики, которая обычно свидетельствует о наличии мощных магнитных полей вокруг объекта. Это выделяет FRB 20220912A среди других известных повторяющихся всплесков, что указывает на уникальный тип местной среды.
Авторы научной работы продемонстрировали сразу два важных факта. Прежде всего, быстрые радиовсплески, по всей видимости, генерируются в различных средах. Кроме того, даже среди повторяющихся FRB могут быть представлены различные типы объектов.
Ранее исследователи стремились найти единое объяснение для всех подобных сигналов, однако теперь можно предположить, что во Вселенной существует несколько сценариев их возникновения. В связи с этим источник FRB 20220912A имеет особенное значение: он не только предоставляет дополнительные сведения, но и требует пересмотра представлений о природе быстрых радиовсплесков.