Вчені проливають нове світло на формування таємничих швидких радіосплесків

Понад 15 років після відкриття швидких радіосплесків (FRB) — космічних вибухів електромагнітного випромінювання в глибокому космосі, що тривають мілісекунди, — астрономи по всьому світу досліджують Всесвіт, щоб знайти підказки про те, як і чому вони утворюються.

Майже всі ідентифіковані FRB виникли в далекому космосі за межами нашої галактики Чумацький Шлях. Це до квітня 2020 року, коли був виявлений перший галактичний FRB під назвою FRB 20200428. Цей FRB був створений магнетаром (SGR J1935+2154), щільною нейтронною зіркою розміром з місто з неймовірно потужним магнітним полем.

Це революційне відкриття змусило деяких повірити, що FRB, виявлені на космологічних відстанях за межами нашої галактики, також можуть бути створені магнетарами. Однак димляча зброя для такого сценарію, період обертання через обертання магнетара, поки що не була виявлена. Нове дослідження SGR J1935+2154 проливає світло на цю цікаву невідповідність.

У номері журналу Science Advances від 28 липня міжнародна група вчених, включаючи астрофізика UNLV Бінг Чжана, повідомляє про продовження моніторингу SGR J1935+2154 після FRB у квітні 2020 року та відкриття іншого космологічного явища, відомого як радіопульсар. фаза через п’ять місяців.

Розгадка космологічної загадки

Щоб допомогти їм у пошуках відповідей, астрономи частково покладаються на потужні радіотелескопи, як-от величезний сферичний радіотелескоп із п’ятистою апертурою (FAST) у Китаї, щоб відстежувати FRB та іншу активність у глибокому космосі. За допомогою FAST астрономи помітили, що FRB 20200428 і пізніша фаза пульсара походять з різних регіонів в межах магнітара, що вказує на різне походження.

«FAST виявив 795 імпульсів протягом 16,5 годин протягом 13 днів від джерела», — сказав Вейвей Чжу, провідний автор статті з Національної астрономічної обсерваторії Китаю (NAOC). «Ці імпульси демонструють відмінні спостережні властивості від спалахів, які спостерігаються від джерела».

Ця дихотомія в режимах випромінювання з області магнітосфери допомагає астрономам зрозуміти, як — і де — FRB та пов’язані з ними явища відбуваються в нашій галактиці та, можливо, також у тих, що знаходяться на більших космологічних відстанях.

Радіоімпульси — це космічні електромагнітні вибухи, подібні до FRB, але зазвичай випромінюють яскравість приблизно на 10 порядків менше, ніж FRB. Зазвичай імпульси спостерігаються не в магнетарах, а в інших обертових нейтронних зірках, відомих як пульсари. За словами Чжана, відповідного автора статті та директора Центру астрофізики Невади, більшість магнетарів не випромінюють радіоімпульси більшу частину часу, ймовірно, через їх надзвичайно сильні магнітні поля. Але, як і у випадку з SGR J1935+2154, деякі з них стають тимчасовими радіопульсарами після деяких вибухів.

Ще одна особливість, за якою спалахи та імпульси відрізняються, це їхні «фази» випромінювання, тобто часове вікно, у якому радіовипромінювання випромінюється в кожному періоді випромінювання.

«Як і імпульси в радіопульсарах, магнітні імпульси випромінюються у вузькому фазовому вікні протягом періоду», — сказав Чжан. «Це добре відомий ефект «маяка», а саме: промінь випромінювання проходить по лінії зору один раз за період і лише протягом короткого проміжку часу в кожному періоді. Потім можна спостерігати імпульсне радіовипромінювання » .

Чжан сказав, що FRB у квітні 2020 року та кілька пізніших спалахів меншої енергії випромінювалися у випадкових фазах не в межах імпульсного вікна, ідентифікованого у фазі пульсара.

«Це переконливо свідчить про те, що імпульси та сплески походять з різних місць у магнітосфері магніту, що свідчить про можливі різні механізми випромінювання між імпульсами та сплесками», — сказав він. Джерело