Если вы когда-либо слушали радио на коротких волнах, то наверняка помните, как там постоянно слышны помехи. Что-то постоянно трещит и щелкает. Примерно тоже самое происходит в космосе. До нас из космоса доходит шум из непонятных сигналов.
Но в XXI веке астрономы научились выделять из них странные астрономические сигналы, которые получили название быстрых радиовсплесков.
Астрофизики улавливают быстрые радиовсплески с помощью радиотелескопов.
Они представляют собой одиночные импульсы, которые длятся всего несколько миллисекунд. Природа быстрых радиовсплесков остается неизвестной. Точно установить их причину пока не получилось.
В какую бы часть Вселенной мы бы не посмотрели - их фиксируют отовсюду. Радиовсплески идут от самых разных галактик - как старых, так и новых, как мелких, так и огромных.
Впервые их обнаружили в 2007 году астрофизики из Университета Западной Вирджинии. Местный аспирант Дэвид Наркевич анализировал данные, полученные с телескопа и обратил внимание на крайне необычный радиосигнал.
Удивительно, но за миллисекунды при этом сигнале выделилось столько энергии, сколько Солнце испускает за нескольких десятков тысяч лет.
Сигнал пришел из точки, которая находится в 3° от Малого Магелланова Облака. Точка располагалась на расстоянии 3 миллиардов световых лет. Ученые продолжили следить за точкой, но импульс не повторился.
Это было уникальным событием, так как аналогичные всплески - это периодические события, которые повторяются со временем. Например, по такой схеме испускают пульсары. А здесь всплеск происходил единоразово.
Дальше оказалось еще загадочнее. Подобные события происходят регулярно. Испускаются в том числе и из тех точек, где их регистрировали ранее. Но без какого-либо периода.
Только в 2020 году удалось отловить источник одной из серий быстрых радиовсплесков. Источником оказался магнетар в созвездии Лисички, который расположен в нашей галактике.
Другой сигнал пришел из эллиптической галактики в созвездии Большого Пса. Скорее всего, причиной стало столкновение нейтронных звезд. Но по остальным вопрос остается открытым.
Итак, одними из кандидатов на роль генератора быстрых радиовсплесков являются магнетары. Что это за объекты?
Магнетары
Магнетар - нейтронная звезда с очень сильным магнитным полем. Это самые сильные магниты во Вселенной.
Возникает логичный вопрос - а откуда у объекта, состоящего из нейтронов, мощное магнитное поле?
По факту, плотное нейтронное вещество находится ближе к ядру. А в коре нейтронной звезды бурлит жизнь из заряженных частиц.
Диаметр магнетара составляет 20-30 километров, при этом в них содержится масса больше солнечной. Получается это за счет колоссальной плотности. Горошина вещества магнетара диаметром 1 сантиметр весит свыше 100 миллионов тонн.
Вещество магнетара плотно сжато, ведь гравитация здесь достигает такого масштаба, что электроны буквально вдавливаются в протоны.
Магнетары не очень стабильны - их срок жизни не превышает 1 миллиона лет, что очень мало по космическим меркам (на фоне звездных возрастов в 10+ миллиардов лет).
Всплески, порождаемые ими, по гипотезе современной астрофизики - это разрыв коры магнетара. В этот разрыв и устремляется вещество. Поэтому за короткий промежуток времени магнетар может испускать энергию, эквивалентную излучению Солнца за годы.
Почему открытие природы быстрых радиовсплесков так важно для науки
Быстрые радиовсплески до конца непонятны ученым, и это делает их интересными. Они генерируют огромную энергию и астрофизики пытаются смоделировать физический процесс, который мог бы их вызвать.
Несмотря на то, что всплеск был зафиксирован от магнетара, для других сигналов это не подтверждается. К тому же, астрофизикам пока не удалось построить непротиворечивую математическую модель, как магнетары могут испускать подобные сигналы.
Эти явления чем-то подобны землетрясениям и вулканам на нашей планете. Не было бы у нашей планеты сейсмической активности - нам было бы трудно понять, из чего она состоит и какие процессы происходят внутри Земли.
Сейсмологи изучают звуковые волны, которые идут внутри нашей планеты под действием землетрясений.
Так и природа быстрых радиовсплесков - помогает по подобным волнам лучше узнать процессы, происходящие в нашей Вселенной.