Зі всього неба Всесвіт посилає загадкові сигнали.
Ми не зовсім розуміємо, що це таке або що їх створює, але новий аналіз місць їх походження дає нам підказки щодо джерел цих дивних випромінювань, відомих як швидкі радіоспалахи (FRB).
Міжнародна команда під керівництвом астронома Крітті Шарми з Каліфорнійського технологічного інституту провела дослідження та з’ясувала, що FRB частіше надходять з галактик з відносно молодими зоряними популяціями. Це було очікувано. Однак дослідники не очікували, що ці галактики частіше будуть досить великими з великою кількістю зірок, що є досить рідкісним явищем.
Це вказує на те, що, ймовірно, існує щось незвичайне в тому, як генеруються FRB.
Ми вже маємо деякі припущення щодо того, що таке FRB. Спочатку опишемо: це дуже потужні, але дуже короткі випромінювання радіосвітла, що тривають від долей мілісекунди до кількох секунд. Вони надходять з усього неба, їхні джерела знаходяться на відстані мільйонів або навіть мільярдів світлових років, і часто з’являються тільки раз і більше не повторюються.
Це робить їх непередбачуваними і важкими для відстеження, але ми стаємо кращими в їхньому виявленні за допомогою ширококутного нагляду та краще визначаємо їхні галактики-господарі.
Щодо того, що вони собою являють, ми також наближаємося до розуміння. Спойлер: це не інопланетяни. Швидше, перший FRB, виявлений у Чумацькому Шляху в 2020 році, був пов’язаний з магнітаром — типом нейтронної зорі, що має магнітне поле, яке у 1000 разів потужніше, ніж у звичайної нейтронної зорі. Взаємодія між магнітним полем і гравітацією об’єкта може спричиняти зоряні поштовхи, що посилають спалахи радіосвітла по всьому небу.
Не всі FRB поводяться однаково, тому цілком можливо, що існує кілька джерел. Звуження місць розташування цих джерел дає нам уявлення про умови навколишнього середовища, які найімовірніше сприяють їхньому виникненню, що, в свою чергу, дозволяє нам робити висновки про їх природу.
Шарма та її колеги зібрали дані за допомогою радіоінтерферометра під назвою Deep Synoptic Array у новій спробі виявити FRB та визначити їхнє розташування. Вони ретельно дослідили властивості 30 галактик-господарів FRB і визначили, що радіоспалахи зазвичай виникають у галактиках з популяціями молодих зірок.
Це не дивно, якщо врахувати, що FRB можуть породжуватися магнітарами. Нейтронні зірки — це колапсовані ядра масивних зірок, які вибухнули у вигляді наднової шляхом колапсу ядра, а масивні зірки мають коротший життєвий цикл, ніж менші. Магнітари — це молоді нейтронні зірки, тому їх можна очікувати в місцях, де більшість зірок молоді та мають коротке життя.
Хоча деякі FRB раніше були зафіксовані в популяціях старих зірок і в галактиках малої маси, аналіз команди показав, що найпоширенішими є масивні галактики з молодими зірками. Це вказує на те, що масивні, молоді зіркові середовища є важливими для утворення предків FRB; якби це було не так, ми б спостерігали ширший розподіл за типами галактик.
Чому це так, поки що невідомо, але дослідники вважають, що металевість цих масивних галактик, які формують зірки, може відігравати певну роль. Масивні галактики зазвичай мають значно більший вміст металів, ніж галактики меншої маси, і мають тенденцію утворювати важчі зірки.
Але є ще одна проблема. Наднові колапсу ядра відбуваються з частотою, що відповідає частоті зореутворення у Всесвіті. Якщо магнітари, що породжують FRB, утворюються таким чином, то розподіл FRB має відповідати розподілу наднових колапсу ядра, навіть для галактик з малою масою — але це не так. Це свідчить про те, що магнітари, які утворюються шляхом колапсу ядра, не є основними предками FRB.
Команда провела симуляції та знайшла рішення. Магнітари, що випромінюють FRB, можуть утворюватися в результаті злиття подвійних зірок. Це більш ймовірно в середовищах з більш масивними зірками, таких як галактики, виявлені дослідниками.
Ми все ще не маємо повного пояснення походження FRB, але дослідження значно посилює припущення щодо магнітарів і натякає на те, що також присутні особливі обставини для їх формування.
Вивчення FRB все ще триває, але астрономи постійно відкривають нові дивні сигнали. Чим більше їх ми виявимо, тим більше даних ми зможемо проаналізувати для вирішення таємниці їхнього походження. Це надзвичайно захопливий час для життя і вивчення зірок.