Хаббл знайшов джерело найдальшого швидкого радіоспалаху

Швидкий радіосплеск (FRB) — це швидкоплинний вибух енергії, який може на кілька мілісекунд затьмарити цілу галактику. За останні кілька років було виявлено сотні FRB. Вони вискакують по всьому небу, як спалахи камери на стадіоні, але джерела цих інтенсивних спалахів радіації залишаються невизначеними.

Цей FRB особливо дивний, тому що він вибухнув на півдорозі через Всесвіт, що робить його найдальшим і найпотужнішим, виявленим на сьогодні.

І якщо це не досить дивно, це стало ще дивнішим на основі подальших спостережень Хаббла після його відкриття. FRB спалахнув у місці, яке здається малоймовірним, у сукупності галактик, які існували, коли Всесвіту було лише 5 мільярдів років. Попередні FRB були знайдені в ізольованих галактиках.

FRB 20220610A вперше було виявлено 10 червня 2022 року австралійським радіотелескопом ASKAP (Australian Square Kilometer Array Pathfinder) у Західній Австралії, а дуже великим телескопом Європейської південної обсерваторії в Чилі підтверджено, що воно має далеке походження. Він у чотири рази енергійніший за ближчі FRB. Це може поставити під сумнів моделі того, що виробляє FRB. Або це може бути ефект відбору, коли на півдорозі у Всесвіті можна виявити лише дуже яскраві FRB?

«Щоб точно визначити, звідки походить FRB, потрібна була гостра різкість і чутливість Хаббла », — сказала провідний автор Алекса Гордон з Північно-Західного університету в Еванстоні, штат Іллінойс. «Без зображень Хаббла все ще залишалося б загадкою, чи походить це з однієї монолітної галактики чи з якогось типу взаємодіючої системи. Саме ці типи середовища – ці дивні – спонукають нас до кращого розуміння таємниці FRB».

Чіткі зображення Хаббла свідчать про те, що на можливому шляху злиття може бути до семи галактик, що також було б дуже значущим, кажуть дослідники. Такі групи галактик зустрічаються рідко, і, можливо, це призвело до умов, які спровокували FRB.

«Зрештою, ми намагаємося відповісти на запитання: що їх викликає? Які їхні прабатьки і яке походження? Спостереження Хаббла дають вражаюче уявлення про дивовижні типи середовища, які викликають ці таємничі події », — сказав один із дослідників Вен-Фай Фонг, також з Північно-Західного університету.

Хоча астрономи не дійшли єдиної думки щодо можливого механізму, що стоїть за цим надзвичайним явищем, зазвичай вважають, що FRB має включати якийсь компактний об’єкт, наприклад чорну діру чи нейтронну зірку. Один екстремальний тип нейтронної зірки називається магнетаром — найінтенсивнішим магнітним типом нейтронної зірки у Всесвіті. Він має настільки сильне магнітне поле, що якби магнітар знаходився на півдорозі між Землею та Місяцем, він стер би магнітну смугу на кредитній картці кожного у світі. Ще гірше те, що якби астронавт перебував на відстані кількох сотень кілометрів від магнітара, він би фактично розчинився, оскільки кожен атом у його тілі був би зруйнований.

Можливі механізми включають якийсь різкий зорепад або, альтернативно, вибух, викликаний, коли звивисті лінії магнітного поля магнетара розриваються та знову з’єднуються. Подібне явище відбувається на Сонці, спричиняючи сонячні спалахи, але поле магнетара в трильйон разів сильніше, ніж магнітосфера Сонця. Замикання призведе до спалаху FRB або ударної хвилі, яка спалює навколишній пил і нагріває газ у плазму.

Смаків магнетарів може бути кілька. В одному випадку це може бути об’єкт, що вибухає, що обертається навколо чорної діри, оточений диском матеріалу. Іншою альтернативою є пара нейтронних зірок, що обертаються, чиї магнітосфери періодично взаємодіють, створюючи порожнину, де можуть відбуватися виверження. Вважається, що магнетари активні протягом приблизно 10 000 років, перш ніж осісти, тому їх можна було б знайти там, де відбувається вогняна буря народження зірок. Але, здається, це стосується не всіх магнетарів.

У найближчому майбутньому експерименти з FRB підвищать свою чутливість, що призведе до безпрецедентного зростання кількості FRB, виявлених на цих відстанях. Хаббл відіграватиме вирішальну роль у описі середовища, в якому виникають ці FRB. Незабаром астрономи дізнаються, наскільки особливим було середовище цього FRB.

«Нам просто потрібно продовжувати знаходити більше цих FRB, як поблизу, так і далеко, і в усіх цих різних типах середовищ», — сказав Гордон.