Ғарыштық радиожарықтардың белгісіз табиғаты

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 16:10

Ең жұмбақ ғарыштық құбылыстардың бірі – жылдам радиожарық. Бұл орасан зор энергияның бөлінуінен туындайтын белгісіз сипаттағы қысқа, ұзақтығы бірнеше миллисекундтық радиосигналдар. Олардың ашылғанына он жылдан астам уақыт өтті, бірақ астрофизиктер әлі де олардың пайда болу механизмдерін анықтауға тырысуда. Зерттеушілер ықтимал көздер ретінде нейтрондық жұлдыздарды, қара тесіктерді және тіпті бөтен өркениет таратқыштарын атайды.

Жұмбақ сигналдар

Жылдам радио жарылыстары миллисекундтарда бірнеше ондаған мың жылдар бойы Күн шығарғандай энергия бөлінеді. Жетекші гипотеза олардың екі нейтрондық жұлдыздың қосылуы, қара құрдымның булануы кезіндегі жарқырау немесе пульсардың қара тесікке айналуы сияқты апатты оқиғалардан туындайды. Ұзақ уақыт бойы радио жарылыстары бір-ақ рет болуы мүмкін деп есептелді, бірақ 2015 жылы бұрын жазылған FRB 121102 жылдам радиостанцияның периодты емес түрде қайталанатыны анықталды.

FRB 121102 Жерден үш миллиард жарық жылы қашықтықта орналасқан ергежейлі галактикада орналасқан және мұқият іздестірулерге қарамастан бірнеше жыл бойы қайталанатын радиожарықтардың жалғыз белгілі көзі болып қала берді. Алайда, 2019 жылдың қаңтарында Nature журналында канадалық CHIME ынтымақтастығы ғалымдарының мақаласы пайда болды, онда басқа көзден - 180814. J0422 + 73 сигналдарын қайта тіркеу туралы хабарланған. CHIME (Canadian Watergen Intensity Mapping Experiment) интерферометриялық радиотелескопы 1,3 миллиард жарық жылы қашықтықтағы галактикадан келген алты жылдам радио жарылысты тіркеді.

Олардың жиілік құрылымы мен спектрлік сипаттамалары бойынша сигналдар FRB 121102 сигналдарына ұқсас болды, бұл олардың түзілу механизмінің ұқсастығын және көздің бірдей сипатын көрсетеді. Ашылу апатты оқиғалардың салдарынан олардың қайталануына байланысты туындауы мүмкін емес жылдам радиожарықтардың жеке түрінің бар екенін көрсетеді.

Тыныш галактика

2019 жылдың тамызында халықаралық ғалымдар тобы алғаш рет төрт миллиард жарық жылы қашықтықтағы галактикада пайда болған FRB 180924 бір жылдам радио жарылуының көзін анықтады.

Австралияда орналасқан ASKAP радиоинтерферометрін пайдалана отырып, астрономдар FRB көзінің орнын анықтады, содан кейін Gemini, Keck және VLT оптикалық жерүсті телескоптарынан алынған деректерді талдау арқылы оған дейінгі қашықтықты есептеді. Радио жарқырауы оның орталығынан 13 мың жарық жылы қашықтықтағы Құс жолындай үлкен галактикада болғаны белгілі болды. Галактикаға тән қасиет - жаңа жұлдыздардың туу процестерінің болмауы.

Бұл белсенді жұлдыз түзілу аймағында орналасқан қайталанатын FRB 121102 сигналынан айырмашылығы. Осылайша, бір және қайталанатын жылдам радио толқындарының шығу тегі әртүрлі болуы керек. FRB 121102 жағдайында радиосигнал нейтрондық жұлдыздың ерекше түрі - магнетар айналасындағы қуатты магнит өрісі арқылы өтетін сияқты болды.

Көп ұзамай Америка Құрама Штаттарының Калифорния технологиялық институтының астрономдары FRB 190523 жылдам радиостанциясының тағы бір рет жарылуы табылғаны туралы хабарлады, ол да салыстырмалы түрде тыныш ортада - Құс жолына ұқсас және 7,9 миллиард жарық жылы қашықтықта орналасқан галактикада болды. Жерден.

Бұл екі ашылым да жылдам радиожарылулар тек магнетарлардың үлкен санын қамтитын жас ергежейлі галактикаларда болуы мүмкін екенін жоққа шығарады.

Сегіз егіз

2019 жылдың тамызында arXiv.org алдын ала басып шығару репозиторийінде канадалық CHIME ынтымақтастығы мақаласы пайда болды, онда сегіз қайталанатын радиосигналдың анықталғаны туралы хабарлады. Радиосигналдардың екі көзі - FRB 180916 және FRB 181119 - екі реттен артық жыпылықтаған (тиісінше он және үш рет), қалғандары тек бір рет қайталанатын радиосигналдарды жіберді, радиотолқындарды жазу арасындағы ең ұзақ үзіліс 20 сағатты құрайды. Зерттеушілердің пікірінше, бұл көптеген FRB шын мәнінде қайталанатын, бірақ кейбіреулері басқаларға қарағанда белсендірек екенін көрсетуі мүмкін.

Сегіз жаңа жылдам радиостанциялардың көпшілігі әрбір қайталанатын жарылыспен сигнал жиілігінің төмендеуін көрсетті, бұл осы құбылыстарды тудыратын механизмді түсінудің кілті болуы мүмкін. Сонымен қатар, FRB 180916 сигналдың дисперсиясының ең төмен жылдамдығына ие, бұл көздің Жерге салыстырмалы жақындығын көрсетеді. Бұл сонымен қатар радио жарылысының сипатын анықтауға көмектесуі мүмкін, деп қорытындылады зерттеушілер.

Тозақ жұлдыздары

2019 жылдың жазының соңында Үндістандағы Ұлттық радиоастрофизика орталығының ғалымдары магнетарлар бұрынғысынша жылдам радио жарылуларының (кем дегенде қайталанатын) ең ықтимал көздерінің бірі болып табылатынын хабарлады.

XTE J1810-197 аномальды магниттері Гигант Метр толқыны радиотелескопы арқылы байқалды. FRB 180814. J0422 + 73 қайталанатын жарқылға ұқсайтын радио сәулеленудің миллисекундтық импульстері жазылды.

Бұл магниттер Жерден 10 мың жарық жылында орналасқан. Ол 2003 жылы ашылды және 2008 жылы радио сәулеленуді біртіндеп тоқтатты. Алайда, 2018 жылы оның жаңа ошағы пайда болды, ол да бірте-бірте жойыла бастады. Бір қызығы, магнетарлар әдетте радиосәуле шығармайды және XTE J1810-197 осы түрдегі радио сәулеленудің бірінші көзі болды. Бұл нысанның қайталанатын радио жарылыстары сияқты сирек болуы ғалымдарды екі құбылыстың бір-бірімен байланысты болуы мүмкін деген пікірге әкелді.

Шулы тесік

2019 жылдың қыркүйегінде қытайлық астрономдар FRB 121102 жаңа жылдам қайталанатын радио жарылыстарын (FRBs) анықтағанын хабарлады. Сигналдар Гуйчжоу провинциясында 19 сәулелік қабылдағышы бар 500 метрлік FAST радиотелескопы арқылы анықталды. Тамыз айының соңынан қыркүйекке дейін 100-ден астам өсу тіркелді, бұл барлық тіркелген FRB арасындағы рекордтық көрсеткіш.

Осы уақытқа дейін ғалымдар FRB 121102 - Күннің массасынан 10-100 миллион есе асатын және қуатты магнит өрісін тудыратын өте массивті қара құрдым және тесік әсер еткен нейтрондық жұлдыз немесе плазма тікелей болуы мүмкін деп есептей бастады. алаулардың көзі. Тағы бір ықтимал түсініктеме: FRB 121102 - бұл магниттелген плерион, пульсардан шыққан жұлдызды желден жанатын тұмандық.

Жылдам радио жарылыстары әлі күнге дейін түсіндірілмегенімен, 2019 жылы ғылыми қауымдастыққа астрономдарды шешімге жақындататын көптеген деректер ұсынылды. FRB қайталануы мүмкін екені белгілі болды және олар мұны өте жиі жасайтын шығар. Бұл жағдайда олар қолайлы жұлдыз аралық ортада орналасқан нейтрондық жұлдыздар (пульсарлар және магнетарлар) сияқты өте экзотикалық объектілер арқылы жасалады. Бір реттік жарылыстар аз турбулентті жағдайларда болады: жұлдыз түзілуі өте баяу болатын галактикалар. Мұндай құбылыстар, ең алдымен, апатты процестерге байланысты орын алады.