Далеко за пределами Млечного Пути происходит извержение внезапных, коротких, но невероятно интенсивных вспышек в радиочастотном диапазоне. После дюжины лет наблюдений происхождение FRB по-прежнему окутано тайной.
Событие было настолько ярким, что мы не могли просто игнорировать его.
— Duncan Lorimer
Яркий миллисекундный радиовзрыв
Работа радиоастрономов напоминает блуждание по темному лесу. Со всех сторон до нас доносятся разнообразные шумы, источники которых чаще всего лежат вне поля зрения. Достаточно правильно настроить аппаратуру, чтобы убедиться, что в космосе о тишине не может быть и речи. Однако наиболее интригующими и одновременно тревожными являются внезапные всплески шума, резко нарушающие обычное фоновое жужжание.
Такой неожиданный всплеск в 2007 году встревожил Дункана Лоримера. Однако не представляйте себе драматическую сцену, достойную Голливуда, где лежащий под звездами ученый с надетыми наушниками получает внезапный сигнал и в волнении предупреждает своих коллег. Реальность была более прозаичной. Лоример сделал открытие, сидя за письменным столом, кропотливо сверяя записи многолетних прослушиваний, проводимых в австралийской обсерватории Паркс. Его взгляд остановился на одной из страниц отчета за 2001 год, где он увидел явную аномалию. Радиотелескоп зафиксировал сильный сигнал специфического профиля, не соответствующий следу нейтронной звезды. Одноразовый всплеск, источник которого лежал за пределами нашей галактики. Удивительно четкий, но изолированный и продолжающийся всего лишь доли секунды.
Британский ученый был откровенно смущен. С одной стороны, дело касалось какой-то единственной аберрации, с другой, это была вспышка мощностью в сотен миллионов Солнц. После консультаций со своей командой в ноябрьском выпуске Science он опубликовал статью a Bright Millisecond Radio Burst of Extragalactic Origin. Научное сообщество услышало о мощном импульсе, который исходил из окрестностей созвездия Тукана и затихал всего через 0,005 секунды. Авторы публикации позволили себе предположить, что замеченное явление вовсе не уникально и может предвещать открытие нового класса астрономических событий. Так началось глобальное обсуждение сигналов FRB или Fast Radio Burst.
Непростая микроволновка.
Сигнал Лоримера вызвал некоторую путаницу. Трудно успешно исследовать то, что произошло только один раз, взялось неизвестно откуда и не оставило после себя следов. Чтобы двигаться дальше, нужны были новые данные.
Здесь возникает самая комичная, хотя и существенная глава этой истории. В 2010 году аспирантка Сара Берк-Сполаор, по образцу своего предшественника, еще раз покопалась в архиве обсерватории Паркс. Поиск оказался действительно плодотворным и принес целую серию из 16 новых сигналов. Довольно похожие, хотя и не идентичные событию, зарегистрированному в 2001 году. Разница заключалась в том, что по какой-то причине никто не мог найти источник вспышек Берк-Сполаор на небе, как будто каждый доносился со многих направлений. Для ученых это послужило предпосылкой, позволяющей предположить, что излучатели FRB лежат вовсе не на миллиарды световых лет от Земли, а прямо под носом у наблюдателей.
В сущности, источником сигналов Берк-Сполаор оказалась... микроволновка. После довольно длительного "расследования" выяснилось, что время выброса импульсов подозрительно совпадает с временем обеда. Каждый раз, когда какой-нибудь голодный работник учреждения открывал дверцу микроволновой печи до окончания нагрева, сверхчувствительный аппарат фиксировал вспышку.
FRB не ошибка
Можно смеяться, но, вспоминая об этой забавной истории, следует помнить о двух деталях. Во-первых, ученые проявили бдительность и почти сразу сделали правильный вывод, выискивая внекосмический источник излучения. Сам факт того, что виновником оказалось нечто столь же прозаическое, как кухонная техника, а не, например, атмосферное явление, – в данном случае не имеет большого значения. Во-вторых, все дело не осталось без последствий, бросив тень подозрения и на находку Лоримера. Открытие защищала одна проблема: в том случае источник импульса занимал конкретное положение на небесах. Была ли какая-то ошибка в анализе? Отказ оборудования? Если бы больше никогда не было зарегистрировано ничего подобного, следовало бы подумать о принятии любого из этих постыдных объяснений.
Однако история в конце концов повторилась. В апреле 2014 года немецкие радиоастрономы сообщили об обнаружении двухместной быстрой радиотелефонной вспышки, исходящей из созвездия Кучера. Как и в случае с сигналом Лоримера, вспышка FRB 121102 длилась доли секунды и имела внегалактическое происхождение. Но самое главное с исследовательской точки зрения — открытие было сделано в Обсерватории Аресибо, что исключало тезис о возможной неисправности аппарата в Паркс.
На этот раз это не микроволновая печь.
— Matthew Bailes
К тому времени, когда вы читаете этот текст, у нас уже есть несколько десятков других документированных кандидатов на импульс класса FRB. Аналогичные результаты дали проведенные слушания m.in. через австралийские радиотелескопы ATCA, UTMOST, ASKAP и Bridge (да, их там много), канадский CHIME и итальянский SRT. Благодаря этому мы уже знаем, что имеем дело с повторяющимся явлением. В свою очередь, тот факт, что импульсы поступали со случайных направлений (а не исключительно из переполненной плоскости Млечного Пути), еще больше укрепил тезис об их внегалактическом происхождении.
Новые космические монстры
Однако, несмотря на то, что с первого открытия прошло много врепени, мы все еще не собрали достаточно данных, чтобы сформулировать надежную теорию, объясняющую происхождение FRB. Наверное, поэтому тема достаточно популярна, а СМИ охотно сообщают о каждом новом случае FRB. Ведь речь идет о чем-то могущественном и неизвестном, и это серьезно будоражит воображение и позволяет даже выдвинуть предположение о существовании внеземных цивилизаций.
Конечно, FRB — не первый гиперэнергетический сюрприз, преподнесенный нам Вселенной. Наиболее тесно связаны с ними, по-видимому, GRB (Gamma Ray Burst), то есть записанные с 1960-х годов. всплески гамма-лучей. Захваченный космическим телескопом Swift взрыв GRB 090429B длился всего пять секунд, был зафиксирован в 13 миллиардов световых лет отсюда, и через короткое время засветился в тысячи раз сильнее, чем среднего размера галактика. Это был, безусловно, один из самых энергетических и в то же время самых отдаленных феноменов, наблюдаемых человеком.
Повторяющиеся FRB
Мы находимся на ранней стадии, когда существует огромное количество теорий на этот счет, и трудно судить, что окажется выстрелом в яблочко, а что должно оказаться в мусорном баке. Помимо магнетаров и блицармов, в игре все еще остаются черные дыры, пульсары, специфические взрывы сверхновых и многое другое.
Или есть несколько правильных ответов? С 2015 года радиоастрономы уже записывают не только одиночные всплески, но и целые серии FRB. Такой характер имел последний пойманный сигнал, обозначенный как FRB 180916, описанный в публикации за январь 2020 года. Расположенная в Западной Канаде, обсерватория CHIME зафиксировала череду коротких вспышек, повторяющихся примерно каждый час в течение четырех дней, после чего последовал 12-дневный перерыв и повторение. Картина получилась закономерной.
Во всяком случае, многое указывает на то, что мы имеем дело как минимум с двумя типами вспышек FRB: одноразовыми и повторяющимися. И вполне возможно, что за ними стоят разные, хотя и не менее интересные явления.
