alt

Изображение художником сильно намагниченной нейтронной звезды. (Pitris / iStock / Getty Images Plus)


Быстрые радиовсплески – интенсивные, длительностью в миллисекунды вспышки радиоэнергии из космоса - озадачивают астрономов с тех пор, как их впервые заметили в 2007 году. За свою короткую жизнь одна вспышка может излучить столько энергии, сколько Солнце за несколько дней.


Подавляющее большинство короткоживущих импульсов происходит за пределами нашей галактики Млечный Путь. Мы не знаем, что производит большинство из них и как.


В новом исследовании, опубликованном в Science, мы наблюдали повторяющийся быстрый радиовсплеск более года и обнаружили признаки того, что он окружен сильным, но очень изменчивым магнитным полем.


Наши результаты показывают, что источником этого космического взрыва может быть двойная система, состоящая из нейтронной звезды, вращающейся в потоках плотной намагниченной плазмы, создаваемой массивной звездой-компаньоном или даже черной дырой.


alt

Изменения в магнитном поле вокруг повторяющегося быстрого радиовсплеска намекают на природу его происхождения. (Di Li / ScienceApe / CAS)


Быстрый радиовсплеск, который никогда не перестает повторяться

Повторяющийся всплеск, известный как FRB 20190520B, был обнаружен в 2022 году астрономами на сферическом радиотелескопе с пятисотметровой апертурой (FAST) в Китае. Повторяющиеся быстрые радиовсплески редки, но FRB 20190520B - самый редкий из всех: это единственный, который никогда не останавливается, производя радиовсплески несколько раз в час, иногда на нескольких радиочастотах.


После того, как этот интригующий объект был впервые обнаружен, астрономы поспешили продолжить первоначальное наблюдение, используя другие длины радиоволн.


Дальнейшее исследование показало, что FRB 20190520B находится в чрезвычайно плотной среде в карликовой галактике, удаленной на 3,9 миллиарда световых лет. Источник FRB также окружен материалами, которые производят сильное, постоянное радиоизлучение.


Это привело к предположениям, что источником взрыва является молодая нейтронная звезда в сложной среде.


Мощные магнитные поля

Что еще мы можем узнать об этом межгалактическом фейерверке и его окружении? Мы провели наблюдения FRB 20190520B с помощью радиотелескопа CSIRO Parkes, Мурриянг, в Новом Южном Уэльсе и телескопа Green Bank в Соединенных Штатах.


К нашему удивлению, оказалось, что FRB 20190520B генерирует сильные сигналы на относительно высоких радиочастотах. Эти высокочастотные сигналы оказались сильно поляризованными, что означает, что электромагнитные волны "колышутся" гораздо сильнее в одном направлении, чем в других.



В исследовании использовались данные радиотелескопа CSIRO Parkes в Мурриянге, Новый Южный Уэльс (на фото), и телескопа Green Bank в США. (CSIRO /A. Черный)


Мы обнаружили, что направление этой поляризации меняется на разных частотах. Измерение того, насколько сильно он меняется, говорит нам о силе магнитного поля, через которое прошел сигнал.


Как выясняется, это измерение поляризации предполагает, что среда вокруг FRB 20190520B сильно намагничена. Более того, сила магнитного поля, по-видимому, менялась в течение 16 месяцев, в течение которых мы наблюдали источник, и даже дважды полностью меняла направление.


Такое изменение направления магнитного поля вокруг быстрой радиовсплеска никогда раньше не наблюдалось.


Заполняем картинку

Что это говорит нам о FRB 20190520B? Самые популярные теории, объясняющие недавние наблюдения повторяющихся быстрых радиовсплесков, включают двойные системы, состоящие из нейтронной звезды и либо другой массивной звезды, либо черной дыры.


Хотя мы пока не можем исключить другие гипотезы, наши результаты свидетельствуют в пользу сценария массивной звезды.


Известно, что массивные звезды имеют сильные звездные ветры с организованными магнитными полями вокруг них. Если бы источник всплесков перемещался в область звездного ветра и из нее по мере прохождения по своей орбите, мы ожидали бы, что наблюдаемое направление магнитного поля изменится на противоположное.


Временной масштаб изменения магнитного поля, измеренная изменчивость кажущейся напряженности поля и плотная плазма, окружающая источник вспышки, - все это вписывается в эту картину.


Что дальше?

Наши наблюдения могут предоставить важные доказательства в поддержку гипотезы о том, что источники повторяющихся быстрых радиовсплесков имеют массивного спутника, способного производить сильно намагниченную плазму.


Что еще более важно, бинарная гипотеза дает нам прогноз на будущее. Если это верно, изменения поляризации радиосигналов от FRB 20190520B должны возрастать и спадать в течение более длительных периодов времени.


Итак, мы будем наблюдать. Будущие наблюдения с помощью Murriyang и телескопа Green Bank покажут, действительно ли FRB 20190520B находится в двойной системе – или Вселенная удивит нас еще раз.Беседа

Ши Дай, научный сотрудник ARC DECRA, Университет Западного Сиднея; Ди Ли, профессор Национальной астрономической обсерватории, Китайская академия наук; Мирослав Филипович, профессор Университета Западного Сиднея, и Решма Анна-Томас, кандидат наук кафедры физики и астрономии, Университет Западной Вирджинии


Эта статья переиздана из The Conversation по лицензии Creative Commons. Прочитайте оригинальную статью.

Не пропусти новости



Оставить комментарий:

0 comments:

Всегда рады услышать ваше мнение!