Где-то в начале этого года Брайан Метцгер понял, что предоставлен сам себе — никаких входящих писем, никаких уроков — и что может быть, только может быть, он нащупал ответ на одну из самых упорных загадок астрономии. Он озверел и попытался зацепиться за этот ответ, переживая, что небольшая ошибка может все испортить, или что кто-нибудь другой составит все части воедино первым. «Пытаешься угнаться, потому что другие люди, возможно, тоже это видят», говорит Метцгер, астрофизик Колумбийского университета.
Вместе с множеством других ученых по всему миру Метгцер провел последние несколько лет в мозговом штурме, пытаясь понять быстрые радиовсплески (FRB). Это миллисекундные вспышки интенсивных и необъяснимых радиосигналов, которые распространяются по всему небу, временно затмевая радиопульсары в нашей галактике, несмотря на то, что находятся в миллионы раз дальше. До 2013 года многие астрофизики вообще сомневались в их существовании. За прошедшие годы ученые привели десятки возможных объяснений тому, что могло быть причиной их появления. Один каталог насчитывает 48 отдельных теорий.
То есть, теорий было больше, чем самих событий, которые они пытались объяснить.
Что такое быстрые радиовсплески
Теория FRB нуждается в двух частях. Есть подозреваемый — астрофизический монстр, который может высвобождать огромные суммы энергии. Есть оружие — нечто, что преобразует эту энергию в яркий, удивительный и необычный радиосигнал.
Теперь вот Метцгер и его коллеги считают, что смогли восстановить место преступления. В начале этого месяца они опубликовали на сайте препринтов arXiv.org статью, в которой набросали способ появления быстрых радиовсплесков из взрывов в областях космоса, усеянных плотными облаками частиц и магнитными полями.
Их модель предпочитает, но не требует, магнетар в качестве источника взрывов. Магнетар — это молодая нейтронная звезда, которая иногда отрыгивает заряженные частицы в виде огромной версии выброса корональной массы, которые происходят на Солнце. Каждый новый взрыв врезается в окружающий беспорядок. Когда это происходит, рождается ударная волна, которая, в свою очередь, испускает короткую похожую на лазер вспышку радиоволн во вселенную.
«В общих чертах это определенно имеет смысл», говорит Джеймс Корден, астрофизик Корнельского университета, добавляя, однако, что дальнейшие детали нуждаются в проработке. «Я бы сказал, что это хорошая лошадка, на которую можно ставить».
Однако что действительно нравится астрономам, так это то, что теория Метцгера генерирует вполне конкретные прогнозы относительно того, как должны выглядеть будущие FRB. Следовательно, эти прогнозы можно будет проверить, подвергнув испытаниям. Новый канадский радиотелескоп CHIME, как ожидается, должен будет находить от одной до десяти FRB в день, когда заработает на полную мощность в конце этого года. Во время первоначальных испытаний прошлым летом он обнаружил десяток вспышек. Результаты его работы были обнародованы в январе. «Я думаю, что в течение следующего года или около того мы сможем очень хорошо это проверить», говорит Шрихарш Тендулкар, астрофизик Университета Макгилла, член команды FRB CHIME.
Скорость ударной волны
Теория, разработанная Метгцером и его коллегами Беном Маргалитом и Лоренцо Сирони, основана на самом большом прорыве в деле FRB. В 2016 году команда во главе с Лаурой Спитлер из Института радиоастрономии Макса Планка в Бонне, Германия, опубликовала свои результаты изучения первой в истории повторившейся FRB. Ранее каждое из этих событий было единичным. Из-за этого астрономы не могли отследить, где в небе они рождались, поэтому ничего не знали о вспышках, хоть и подозревали, что те появляются далеко за пределами нашей галактики. Но одна вспышка появилась после другой.
И вскоре радиоастрономы смогли обнаружить ее происхождение в маленькой, деформированной карликовой галактике. Пытаясь выжать каждую подсказку из этих радиосигналов, они обнаружили, что все рождается в плотном регионе плазмы, захваченной сильными магнитными полями. Они также обнаружили, что всплеск был окружен тусклым, но стабильным радиосвечением. И в прошлом ноябре астроном Джейсон Хессельс (вместе со Спитлером и другими) заметил кое-что странное: каждый всплеск длительностью в доли секунды на самом деле содержит несколько подвсплесков, которые постепенно смещаются вниз от более высоких к более низким радиочастотам.
