В настоящее время гигантские взрывы в космосе, сопровождающиеся мощными радиовсплесками (Fast Radio Bursts, FRB) происходят до 800 раз в день. И несмотря на то, что данные феномены являются одной из самых обсуждаемых тем в астрофизике, их причины во многом остаются неизвестными.
Изучение этих процессов находится на переломном этапе. Благодаря новым аппаратным средствам удалось получить дополнительную информацию, а также исправить и уточнить модели, объясняющие происходящие явления. Распространение излучения от таких вспышек позволяет добыть информацию о состоянии межгалактических пространств, а также о распределении вещества внутри Галактики, которую невозможно получить другими способами.
Магнитная звезда
В 2020 году был зафиксирован огромный взрыв от магнетара в Галактике Млечный Путь. Магнетары являются крайне редкими и одними из самых загадочных объектов во Вселенной. Они относятся к классу нейтронных звёзд, возникающих в результате вспышек сверхновых массивных звёзд. Но далеко не каждая из нейтронных звёзд становится магнетаром. Он представляет собой экстремальный вид нейтронных звёзд величиной с город, а по своей массе превосходит Солнце. Таким образом, один кубический сантиметр его вещества весит более сотни миллионов тонн. Магнитары обладают очень высокой скоростью вращения вокруг своей оси и чудовищной мощностью генерируемого магнитного поля. Согласно одной из гипотез, при определённом соотношении частоты вращения и температуры, а также движении ядра запускается эффект динамо (индукции), в результате чего магнитное поле увеличивается на порядки и может достигать одного квадриллиона Гс. При приближении объекта к магнитару на расстоянии 1000 км произойдёт его разрушение, вплоть до деструкции ядра и электронов. В результате тело попросту растворится. Несмотря на сравнительно малые размеры (20–30 км) у магнетара есть кора, состоящая из тяжёлых элементов, электронов и протонов. В случае появления микротрещин происходит мощный выплеск энергии в виде рентгеновского и гамма-излучения.
В 2004 году до Земли дошёл мощный поток гамма-излучения от магнетара, находящегося на расстоянии 50 000 световых лет. Если бы он находился в 5000 раз ближе, то озоновый слой был уничтожен, что стало бы губительным для всей биосферы Земли. Но, даже находясь на таких огромных расстояниях, их излучение способно негативно влиять на электрические приборы на нашей планете. По мнению астронома Кензи Ниммо из Университета Амстердама, если бы сигнатура сигнала FRB, приходящая из другой галактики, соответствовала той картине, которую мы получаем в нашей Галактике, то, по крайней мере, можно было бы утверждать, что часть FRB порождается магнетарами.
Радиовсплески
Каким образом магнетар может порождать FRB остаётся предметом дискуссий. Согласно одной точке зрения, в основе этого явления лежит звёздотрясение или взрыв, при этом искривлённые линии магнитного поля магнетара разрываются и снова соединяются. События, подобные этим, могут непосредственно генерировать вспышку FRB. Другая гипотеза исходит из того, что взрывной процесс может генерировать ударную волну, нагревающую окружающий материал, превращая его в плазму для получения света, распространяющегося наружу.
К 2021 году стало известно, что радиовсплески бывают двух типов: одноразовые и те, которые многократно мигают своими сигналами. Исследования показали, что невоспроизводимые радиовсплески распространены гораздо чаще, чем повторяющиеся. Остаётся неясным, делятся ли FRB на определённые классы со своими механизмами происхождения. Какую-то часть FRB можно объяснить магнетарами, – отмечает Шами Чаттерджи, астроном из Корнеллского Университета, добавляя при этом: «Но наверняка не всю».
Возможные объяснения
Особую проблему представляет периодичность FRB. Так, был обнаружен объект R3, находящийся на окраине Галактики, демонстрирующий чёткую регулярность вспышек излучения только в течение четырёх–пятидневной активности, которые происходит каждые 16,35 дня. Одно из возможных объяснений заключается в том, что он вращается вокруг своей оси и направляет взрывы то в одну сторону Земли, то в другую. Иная гипотеза состоит в том, что разрывающийся объект вращается вокруг чёрной дыры, окружённой диском материала, затемняющего часть событий. Одно из экзотических предположений, объясняющих периодичность всплесков, исходит из пары вращающихся вокруг чёрной дыры нейтронных звёзд, чьи магнитосферы, периодически взаимодействуя, образуют полость, где происходят извержения.
Какие сценарии окажутся верными, возможно удастся установить, когда учёные локализуют точное местоположение сотен, а может понадобится и тысяча таких объектов. Эти данные помогут выполнить важные оценки, касающиеся распределения вещества в Метагалактике. Так, известно, что FRB приходят извне галактики Млечный Путь, и их излучение носит рассеянный характер. Это даёт информацию о веществе, через которое проходили радиоволны в межгалактическом пространстве. Конечная же цель состоит в том, чтобы использовать FRB для отображения материи по всей нашей Вселенной.
Платформа Дзен по определённым причинам меняет алгоритмы показов, и теперь статьи канала Intellectus увидят только его подпиcчики. Если вы уверены, что подписаны на канал рекомендуется проверить это в связи с возможной автоматической отпиской.
Также материалы по теме «Космос и Мультивселенная»: