Загадочный источник быстрых радиовсплесков FRB 20220912A удивил астрономов необычным поведением

Быстрые радиовсплески (Fast Radio Bursts, FRB) — одни из самых загадочных явлений в астрофизике. Это короткие, но невероятно мощные радиоимпульсы, приходящие из других галактик. Большинство из них наблюдается лишь однажды, но некоторые источники повторяются. Особенно редкие способны испускать сотни сигналов за короткое время. Именно к таким относится FRB 20220912A, обнаруженный в 2022 году. Ранее его признали одним из самых активных повторяющихся источников. Некоторые наблюдения даже поставили под сомнение популярную гипотезу о том, что эти всплески создают молодые магнетары — нейтронные звезды с экстремально сильными магнитными полями. Дело в том, что энергия сигналов была слишком высокой для некоторых моделей.

Новое исследование, представленное на сервере препринтов Корнеллского университета, расширяет эту картину. Основываясь на 1,5 года наблюдений с помощью канадского радиотелескопа CHIME, ученые проанализировали 828 отдельных всплесков, зарегистрированных примерно за 200 часов наблюдений — очень крупная выборка для повторяющегося FRB. Выяснилось, что источник вел себя необычно: первые 10 недель после открытия он был необычайно активен, но затем резко затих. Это похоже на поведение космического объекта, который переживает краткий «жизненный всплеск», после чего замирает.

Двойной ритм и изменение окружающей среды

Распределение пауз между всплесками тоже оказалось интересным. Часть сигналов разделяет всего доли секунды, а часть — минуты. Такой «двойной ритм» намекает на два характерных режима активности источника. Первый, вероятно, связан с быстрыми процессами в непосредственной зоне генерации сигнала, например внутренними перестройками магнитного поля, а второй — с более редкими и крупными событиями вроде звездотрясений на поверхности магнетара.

Изучив так называемую дисперсионную меру — параметр, показывающий, сколько ионизированного вещества находится между источником и Землей, — исследователи предположили, что между нами и источником постепенно становится больше ионизированного вещества вдоль линии наблюдения. И это крайне необычно. Таким образом, FRB может находиться внутри расширяющейся области ионизированного водорода, где молодые светила активно излучают и меняют окружающую среду. Если это так, то быстрые радиовсплески могут рождаться в куда более разнообразных условиях, чем считалось.

Уникальные особенности источника

Более того, у этого источника почти не меняется мера вращения поляризации сигнала — параметр, который обычно выделяет сильные магнитные поля вокруг объекта. Это отличает FRB 20220912A от других известных повторяющихся всплесков, указывая на особый тип местной среды. Фактически авторы научной работы показали сразу две вещи. Во-первых, быстрые радиовсплески, судя по всему, возникают в разнообразных условиях. Во-вторых, даже среди повторяющихся FRB могут существовать разные классы объектов. То есть если раньше ученые искали универсальное объяснение для всех подобных сигналов, то теперь, возможно, у Вселенной несколько сценариев их происхождения.

Именно по этой причине источник FRB 20220912A так важен: он не просто добавляет новые данные, но заставляет уточнять саму картину природы быстрых радиовсплесков. Каждое новое наблюдение такого рода помогает астрономам приблизиться к разгадке одного из самых интригующих космических феноменов.