Астрономы обнаружили нестрогую периодичность у повторного быстрого радиовсплеска FRB 180916.J0158+65. Открытие было сделано на основе 28 событий, зарегистрированных с сентября 2018 года по октябрь 2019 года телескопом CHIME. Вспышки этого источника происходят не совсем регулярно, но в среднем с большой значимостью удается выделить период в 16,35 дней. Наблюдения на различных инструментах указывают на значительную зависимость яркости вспышки от частотной полосы наблюдений, говорится в препринте на сервере arXiv.org.
Быстрые радиовсплески (Fast radio bursts, FRB) — это яркие вспышки радиоизлучения с типичной продолжительностью около миллисекунды. Сегодня известно свыше сотни подобных событий, из которых большинство были одиночными, но около десятка наблюдались по нескольку раз из одной области — их называют повторными. На данный момент природа FRB остается неизвестной, это одна из главных загадок современной астрофизики.
В 2019 году в области исследования FRB наметился значительный прогресс: список известных событий стал длиннее списка предложенных теоретических моделей, впервые был локализован одиночный радиовсплеск, было открыто первое событие подобного рода в относительно близкой галактике. Многие из этих достижений стали возможны благодаря работе канадского телескопа CHIME, который был переоборудован специально для изучения FRB.
Теперь с помощью этой установки удалось сделать новое открытие: астрономы обнаружили периодичность всплеска FRB 180916.J0158+65, который пока что считается ближайшим к Земле. Проанализировав около 400 дней имеющихся наблюдений, ученые смогли уверенно выделить повторяемость в появлении вспышек с характерным периодом в 16,35 ± 0,18 дней. Однако авторы работы отмечают, что эта закономерность не строгая: иногда вспышки не происходит, иногда происходит больше одной, а повторяются они не тик-в-тик, а в течение четырехдневного интервала.
Всего ученые работали со временами регистрации 28 всплесков. Астрономы применили несколько методов статистического анализа, таких как критерий согласия Пирсона, широко применяемый в астрофизике H-тест и дискретное преобразование Фурье. Все они в результате показали повторяемость с одной и той же периодичностью со статистической значимостью до 11 стандартных отклонений, что практически исключает вероятность случайного совпадения.
В дополнение к CHIME (рабочая полоса частота 400–800 мегагерц), FRB 180916 также наблюдался европейской радиоинтерферометрической сетью EVN (рабочая частота 1,7 гигагерц) и на 100-метровом телескопе в Эффельсберге (рабочая частота 1,4 гигагерца). Первый прибор зафиксировал всплеск в самом начале ожидаемого периода активности, а второй не смог зафиксировать в сеансе одновременных наблюдений с CHIME, который в это время обнаружил вспышку. Это говорит о значительной зависимости яркости от частоты.
Впервые выявленная периодичность у сигналов повторного радиовсплеска может стать важным указанием на природу его источника. Пока что остается множество вариантов, причем как двойных систем (из пульсара или черной дыры и обычных звезд различных классов), так и уединенных объектов (магнитары). Лучше понять явление помогут будущие наблюдения, тем более, если удастся зафиксировать излучение в других диапазонах электромагнитных волн, например, в рентгене или гамма.
Еще один важным инструментом изучения быстрых радиовсплексков является австралийский телескоп ASKAP, который в 2018 году удвоил статистику известных на тот момент событий. Подробнее о быстрых радиовсплесках можно прочитать в обзоре, который специально для N+1 писал сотрудник Государственного астрономического института имени Штернберга Сергей Попов.