пространство

Астрономите успяха да обяснят мистериозното радио съобщение от космоса

Някъде в началото на тази година, осъзна Брайън Метцгерче той е оставен на себе си - без входящи писма, без уроци - и какво може би, просто може би, той се е почувствал за отговор на една от най-упоритите пъзели на астрономията. Той се разгневи и се опита да се придържа към този отговор, като се притесняваше, че една малка грешка може да развали всичко или че някой друг ще постави всички парчета на първо място. - Опитвам се да се справя, защото други хора също могат да го видят - каза Мецгер, астрофизик от Колумбийския университет.

Заедно с много други учени от цял ​​святПоследните няколко години Метцър провежда брейнсторминг, опитвайки се да разбере бързи радиовълни (FRB). Това са милисекундни проблясъци на интензивни и необясними радиосигнали, които се разпространяват по небето, като временно засенчват радиопульсарите в нашата галактика, въпреки че са били милиони пъти по-нататък. До 2013 г. много астрофизици като цяло се съмняваха в тяхното съществуване. През годините учените са предоставили десетки възможни обяснения за това, което може да им причини. Един каталог съдържа 48 отделни теории.

Тоест, има повече теории, отколкото самите събития, които те се опитват да обяснят.

Бързи радиостанции: какво е това?

Теорията на FRB се нуждае от две части. Има заподозрян - астрофизично чудовище, което може да освободи огромни количества енергия. Има оръжие - нещо, което превръща тази енергия в ярък, удивителен и необичаен радиосигнал.

Сега тук Мецгер и колегите му вярват в товауспяха да възстановят местопрестъплението. По-рано този месец те публикуваха статия на уебсайта на препринтите arXiv.org, в която очертаха метод за появата на бързи радио-взривове от експлозии в пространства, осеяни с гъсти облаци от частици и магнитни полета.

Техният модел предпочита, но не изисква магнитаркато източник на експлозии. Магнитърът е млада неутронна звезда, която понякога изкривява заредени частици под формата на огромна версия на изхвърлянето на коронарната маса, което се случва на Слънцето. Всяка нова експлозия се разбива в заобикалящата бъркотия. Когато това се случи, се ражда ударна вълна, която от своя страна излъчва кратка лазерна светкавица на радиовълните във вселената.

"В общи линии определено има смисъл",казва Джеймс Кордън, астрофизик от университета Корнел, но добавя, че трябва да се изработят допълнителни подробности. - Бих казал, че това е добър кон.

Обаче това, което астрономите наистина харесват, еТова е, което теорията на Metzger генерира много специфични прогнози за това как трябва да изглеждат бъдещите FRB. Следователно тези прогнози могат да бъдат проверени чрез тестване. Новият канадски радиотелескоп CHIME се очаква да има между един и десет FRB на ден, когато ще работи с пълен капацитет в края на тази година. По време на първоначалните тестове миналото лято той открил дузина огнища. Резултатите от работата му бяха публикувани през януари. "Мисля, че през следващата година ще можем да го тестваме много добре", казва Шрихар Тендулкар, астрофизик от университета Макгил, член на екипа на FRB CHIME.

При скоростта на ударната вълна

Теорията, разработена от Метцър и колегите муБен Маргалит и Лоренцо Сирони, базирани на най-големия пробив в случая с FRB. През 2016 г. екип, ръководен от Лаура Спитлер от Института за Радиоастрономия „Макс Планк“ в Бон, Германия, публикува своите констатации за първия повторен FRB. Преди това всяко едно от тези събития беше еднократно. Поради това астрономите не можеха да проследят къде са се родили в небето, така че те не знаеха нищо за пламъците, въпреки че подозираха, че се появяват далеч отвъд нашата галактика. Но една светкавица се появи след друга.

И скоро радиоастрономите успяха да го открият.произход в малка, деформирана джудже галактика. Опитвайки се да изтръгне всяка следа от тези радиосигнали, те откриха, че всичко е родено в плътна област от плазмата, уловена от силни магнитни полета. Те също така установиха, че вълната е заобиколена от слабо, но стабилно радио покритие. И миналия ноември астрономът Джейсън Хеселс (заедно със Spitler и други) забеляза нещо странно: всеки взрив от част от втората продължителност действително съдържа няколко вълни, които постепенно се изместват от по-високи към по-ниски радиочестоти.

За екипа на Metgzer този последен съветизглеждаше изненадващо познато. През 50-те години физиците изучавали експлозивните вълни на ядрените експлозии, за да оценят своята изходна мощност. В тези модели шоковите фронтове на ядрените експлозии поглъщат повече газ, тъй като те се разширяват навън. Тази допълнителна тежест забавя въздействието и тъй като се забавя, радиацията, излъчвана от ударния фронт, се измества по честота поради ефекта на Доплер.

Метцър си помисли, че това е ефект на взривможе да намеква за истинската същност на FRB. И изведнъж, внезапно, в началото на януари, телескопът CHIME взе друго повтарящо се събитие. Този път повтарящите се радиосигнали показваха същия низходящ честотен смяна. „Идеята произлиза от първото повторение“, казва Мецгер. "Но след като видях тази проява в FRB, спечелих двойно по-бързо."

Сега Metzger, Margalit и Sironi пуснаха своитепълен модел, основан главно на обяснението на входа и изхода от първото повторение. Представете си магнетор, градска неутронна звезда, изкована в супернова няколко десетилетия по-рано, с кипяща и издуваща се повърхност. Подобно на слънцето в лош ден, този млад магнитар изпуска случайни изблици, които изстрелват електрони, позитрони и може би дори тежки йони при скорости, близки до скоростта на светлината.

Когато този материал започне, той се сблъсквас по-стари частици, емитирани в предишни залпове. Когато едно ново изтласкване се сблъска със стария, то натрупва шоков удар, в който се разяждат магнитните полета. Когато шокът бъде избутан, електроните отвътре се въртят по линиите на магнитното поле и това движение създава взрив от радиовълни. Тъй като ударният шок се забавя, сигналът преминава от по-високи честоти към по-ниски. Астрономите на Земята получават вълнуващи радио съобщения.

И въпреки че всичко това звучи интересно, идеята трябваще премине следващия етап от тестването в историята на бързите радио-изблици. Досега това е най-изчисленият и дълбоко обмислен сценарий. „Те направиха най-подробните изчисления и успяха да дадат конкретни прогнози за наблюденията“, казва Спитлер.

Моделът Metgzer предсказва редица специфичнифункции, които бъдещите FRB трябва да имат. Първо, всички бъдещи FRB трябва да следват същото намаляване на честотата. Те могат да покажат гама-лъчи или рентгенови емисии, които астрономи като Spitler вече са започнали да търсят. Те трябва да се намират в галактики, в които се образуват много нови звезди и се появяват свежи магнитари. И когато се повтарят, те трябва да вземат почивки, след като астрономите наблюдават голяма светкавица. В този момент системата е толкова запушена с материал, че последващите светкавици не могат да избягат.

Сега моделът на Metgzer е изправен пред многодруги все още жизнеспособни теории. Бързите радиовълни могат да се дължат на сливането на неутронни звезди, които бяха уловени от телескопи и детектори за гравитационни вълни през 2017 година. Неутронните звезди могат да предизвикат ФРБ, сблъсквайки се с други обекти, като черни дупки и бели джуджета, когато самите те се срутват в черни дупки или когато силните си сили се изтеглят от силни плазмени потоци.

Не е ясно дали всички FRB са от същия тип събитие.

Данните продължават да се натрупват, полето се стеснява. През последните пет месеца, докато ХИМЕ беше в етап на въвеждане в експлоатация, учените откриха още изблици, които те все още не са представили пред обществеността.

След няколко години на изучаване на разпръснатите данни и теоретични сънища, решението най-накрая се оказа на една ръка разстояние.

Абонирайте се за нашия канал с новини в Telegram, за да не пропускате новини от космическите полета.