Быстрые радиовсплески (БРВ) - одна из самых больших загадок, стоящих сегодня перед астрономами, с которой соперничают только гравитационные волны (ГВ) и гамма-всплески (ГВ). Первоначально открытые в 2007 году американским астрономом Дунканом Лоримером (в честь которого и был назван «Лоримерский взрыв»), эти интенсивные взрывы радиоэнергии за миллисекунду производят больше энергии, чем Солнце вырабатывает за месяц. В большинстве случаев FRB являются разовыми событиями, которые ярко вспыхивают и больше никогда о них не слышно. Но в некоторых случаях астрономы обнаруживали повторяющиеся FRB, что поднимало все больше вопросов о причинах их возникновения.
До открытия FRBs самые мощные всплески, наблюдаемые в Млечном Пути, производились нейтронными звездами, которые видны на расстоянии до 100 000 световых лет. Однако, согласно новому исследованию, проведенному Нидерландским институтом радиоастрономии (ASTRON), недавно обнаруженный FRB был в миллиард раз более мощным, чем все, что производит нейтронная звезда. Более того, этот всплеск был настолько ярким, что астрономы смогли увидеть его из галактики, расположенной в миллиарде световых лет от Земли! Это открытие поднимает бесчисленные вопросы о видах энергетических явлений во Вселенной.
Исследованием руководила Инес Пастор-Марасуэла, научный сотрудник программы «Рубикон» в Центре астрофизики Джодрелл Бэнк и научный сотрудник ASTRON и Института Антона Паннекоека при Амстердамском университете. К ней присоединились многочисленные коллеги из ASTRON, Центра астрономии Кэхилла, Национального центра радиоастрофизики, Нидерландского центра электронных наук, Института теоретической физики Периметра и факультета космоса, Земли и окружающей среды Технологического университета Чалмерса. Статья с подробным описанием полученных результатов недавно появилась в журнале Astronomy & Astrophysics.
Открытие было сделано с помощью Вестерборкского синтезирующего радиотелескопа (WSRT) - части Европейской сети VLBI (EVN) - мощного радиотелескопа, состоящего из 14 управляемых антенн-тарелок диаметром 25 м (футов). Эта обсерватория использует метод «синтеза апертуры» для создания радиоизображений неба, что позволяет астрономам изучать широкий спектр астрофизических явлений. После более чем двух лет наблюдений сложные приборы и методы WSRT позволили обнаружить 24 новых FRB.
Эти открытия были сделаны с помощью экспериментального суперкомпьютера Apertif Radio Transient System (ARTS), специально разработанного для изучения FRBs. Этот суперкомпьютер проанализировал все радиосигналы, поступавшие с неба в период наблюдений, что помогло команде сделать вывод о том, где появятся будущие FRB. Как сказал Пастор-Марасуэла в пресс-релизе ASTRON:
«Мы смогли изучить эти всплески с невероятной степенью детализации. Мы обнаружили, что их форма очень похожа на ту, что мы видим у молодых нейтронных звезд». То, как радиовспышки создавались, а затем изменялись, путешествуя по космосу в течение миллиардов лет, также согласуется с происхождением нейтронной звезды, что делает вывод еще более убедительным».
По сути, команда научила ARTS искать всплески, которые очень короткие, очень яркие и от очень далеких источников. Радиоисточники, отвечающие всем трем критериям, скорее всего, будут самыми мощными и интересными. Когда ARTS обнаружит такие всплески в данных, он автономно увеличит масштаб явления и сообщит об этом астрономам. Руководитель исследования Джоэри ван Левен (Joeri van Leeuwen) из ASTRON сказал:
«Мы обычно не знаем, когда и где появится следующий FRB, поэтому у нас есть огромный компьютер, постоянно перебирающий все радиосигналы с неба. Через некоторое время стало прослеживаться сходство со вспышками, которые мы знаем по высокомагнитным нейтронным звездам, и мы были очень рады, что приподняли часть завесы вокруг этих загадочных всплесков. Мы уже начали думать, что приблизились к пониманию того, как обычные нейтронные звезды могут так ярко светить в радиодиапазоне. Но тут появляется Вселенная и усложняет головоломку в миллиард раз. Это просто замечательно».
Хотя эта новая загадка весьма интригует, команда также рада, что впервые смогла связать быстрые радиовсплески (FRB) с молодыми нейтронными звёздами. «Это потрясающе — работать с такими далёкими FRB, вы действительно чувствуете, что изучаете их вблизи, начиная с единственного всплеска, и обнаруживаете, что они, похоже, являются нейтронными звёздами», — сказала Пастор-Маразела.