Введение

В мире астрономии происходят удивительные открытия, которые могут изменить наше понимание космоса. Недавнее исследование, проведенное международной командой астрономов, включая ученых из Гонконгского университета, открыло новые горизонты в изучении быстрых радиовсплесков (FRB) — таинственных сигналов из глубин вселенной.

Что такое быстрые радиовсплески?

Быстрые радиовсплески — это кратковременные, но мощные всплески радиоволн, идущие из далеких галактик. Хотя большинство FRB наблюдаются лишь однажды, некоторые из них повторяются, что дает ученым редкую возможность для длительного наблюдения и изучения. Эти уникальные источники света представляют собой загадку для астрономов по всему миру.

Новые открытия с помощью «Китайского небесного глаза»

Используя Пятисотметровый сферический радиотелескоп (FAST), также известный как «Китайский небесный глаз», команда астрономов обнаружила убедительные доказательства того, что некоторые источники FRB находятся в бинарных звёздных системах. Это открытие опровергает прежние предположения о том, что FRB являются изолированными звездами.

Исследование, опубликованное в журнале Science, основывается на почти 20 месяцах мониторинга активного повторяющегося FRB, находящегося на расстоянии около 2,5 миллиарда световых лет от Земли. Ученые зафиксировали уникальный сигнал, который указывает на наличие ближайшей звезды-соседа, вращающейся вокруг источника FRB.

Редкий сигнал: ф flare RM

Изменения в поляризационных свойствах радиоволн могут предоставить информацию о среде, окружающей источник FRB. Команда наблюдала за редким явлением, известным как «RM flare» — внезапное изменение поляризации радиосигнала, вероятно, вызванное корональным выбросом вещества (CME) от соседней звезды, который загрязняет среду вокруг источника FRB.

Профессор Бинг Чжан, председатель кафедры астрофизики Гонконгского университета, отметил: «Это открытие дает нам ясный намек на происхождение как минимум некоторых повторяющихся FRB. Доказательства явно поддерживают существование бинарной системы, содержащей магнитар — нейтронную звезду с крайне сильным магнитным полем, и звезду, подобную нашему солнцу».

Мониторинг повторяющихся FRB с помощью FAST

С 2020 года FAST внимательно отслеживает повторяющиеся FRB в рамках специальной программы, возглавляемой профессором Бингом Чжаном. Одним из объектов наблюдения стал FRB 220529A, который сначала выглядел непримечательно, но после 17 месяцев наблюдений ученые заметили нечто поразительное.

«FRB 220529A наблюдали в течение нескольких месяцев, и он сначала не вызывал особого интереса,» — сказал профессор Чжан. «Однако после длительного наблюдения произошли удивительные изменения в сигнале».

Трассировка сигнала через пространство

FRB известны своей почти 100% линейной поляризацией. Когда радиоволны проходят через магнитизированную плазму, их поляризационный угол вращается с частотой — эффект, известный как вращение Фарадея, измеряемое через величину вращения (RM).

«В конце 2023 года мы зафиксировали резкое увеличение RM более чем в сто раз,» — сообщил доктор Е Ли из Пурпурной горной обсерватории и Университета науки и технологии Китая, первый автор статьи. «Затем RM быстро снизился в течение двух недель, вернувшись к прежнему уровню. Мы назвали это «RM flare».»

Такое кратковременное изменение RM согласуется с тем, что плотная магнитизированная плазма временно пересекла линию зрения. Профессор Чжан объяснил: «Одним из естественных объяснений является то, что близкая звезда-сосед выбросила эту плазму».

Поддержка единой физической картины

Это открытие также поддерживает недавнюю единую физическую концепцию, предложенную профессором Чжаном и его коллегами, согласно которой все FRB происходят от магнитаров, а взаимодействия в бинарных системах создают предпочтительную геометрию, способствующую более частым и повторяющимся всплескам.

Долгосрочный мониторинг повторяющихся FRB может помочь выяснить, насколько распространены бинарные системы среди этих загадочных источников радиоволн.

Заключение

Открытия, сделанные с помощью «Китайского небесного глаза», открывают новые горизонты в астрономии и углубляют наше понимание космоса. Каждое новое исследование приближает нас к разгадке тайн, которые скрывают быстрые радиовсплески, и, возможно, однажды мы сможем понять, что стоит за этими загадочными сигналами из далекой вселенной.