Мистериозни космически изблици, проследени до екстремна среда

Повтарящ се бърз радиовръх, открит за пръв път през 2012 г., вероятно образуван в мощно магнитно поле, което разкрива двусмислието на това, което е причинило тайнствения изблик.

305-метровият телескоп Arecibo в Пуерто Рико и неговата окачена платформа за подкрепа на радиоприемници е показан на фона на звездна нощ. Показва се светкавица от източника на бързо радио избухване FRB 121102, произхождащ от дълбоко в екстрагалактично пространство.
Дизайн: Даниел Фуцелаар (www.artsource.nl) - Използване на снимки: Брайън П. Ъруин / Денис ван де Вода / Shutterstock.com

Всеки ден радио небето се пронизва от 10 000 светкавици. Въпреки че тези така наречени бързи радио изблици са изключително ярки, генерирайки толкова енергия, колкото 500 милиона слънца, те продължават само няколко милисекунди, което означава, че те най-вече са останали незабелязани и произходът им остава загадъчен.

Тогава през 2016 г. астрономите обявиха, че един от тези изблици, наречен FRB 121102, се разрази отново няколко пъти, което го прави единственият бърз радиовзрив, който се знае, че се повтаря. През годините след това той изригна повече от 200 пъти, което позволи на астрономите най-накрая да завържат енигмата с нейната родна галактика: малка, разположена на около 2, 5 милиарда светлинни години.

Последните наблюдения, докладвани на 10 януари в природата и на среща на Американското астрономическо общество, предполагат, че изблиците идват от среда с необичайно силно магнитно поле. Като такъв виновникът може да е млада неутронна звезда в близост до черна дупка или може би самата черна дупка.

Усукана светлина

Даниеле Мичили (Университета в Амстердам) и неговите колеги използваха Обсерваторията Аресибо в Пуерто Рико и Телескопа на Зелената банка в Западна Вирджиния, за да открият новите изблици на по-високи честоти от преди. Резултатите показват, че поляризацията на радиовълните е била усукана в спирали - сигнатура, която се получава, когато светлината преминава през магнитно поле.

"Не можех да повярвам на очите си, когато колегите ми изпратиха имейли около резултатите", казва Виктория Каспи (университет Макгил) в съобщение за пресата. „Този ​​вид огромно въртене на Фарадей е изключително рядко. След като го разровихме, разбрахме, че е огромна улика за това къде се намира този причудлив източник. "

Светлината е толкова усукана, че учените твърдят, че трябва да е минала през изключително силно магнитно поле, такова, което е поне 100 пъти по-силно от средното магнитно поле в Млечния път. Това означава, че виновникът вероятно има необичаен съсед: масивна черна дупка. Всъщност единственият известен източник, който има толкова силен поляризационен подпис, идва от пулсар близо до Стрелец А * - свръхмасивната черна дупка в центъра на нашата галактика.

В допълнение, най-краткото избухване продължи само 30 микросекунди, което предполага, че източникът е малък колкото 10 км напречно - типичният размер на неутронна звезда. „Сега 10 километра може да изглеждат големи“, каза Вишал Гаджар (Калифорнийския университет, Бъркли) по време на срещата. „Но представете си, че източникът всъщност е на 3 милиарда светлинни години от нас и ние ограничаваме емисиите до само 10 километра. Това е грандиозно. "

Като такъв, екипът смята, че бързите радио изблици произхождат от неутронна звезда в близост до черна дупка. Но това поставя въпрос: Защо този източник ще бъде разположен толкова близо до масивна черна дупка? „Вероятно това не е просто съвпадение“, казва Джейсън Хеселс (Амстердамския университет). „Вероятно това ще бъде важна част от историята, но не знаем защо това е от значение.“

Тогава отново, това изобщо не може да бъде историята. Мичили и членовете на екипа му са единодушни, че други сценарии могат да доведат до това странно бързо избухване на радио.

„Вероятно е да е много млад и ако е много млад, е напълно възможно да е все още в някакъв пашкул, [като] остатък от свръхнова“, каза Хеселс. Но и тази хипотеза не е съвършена. Остатъкът би трябвало да бъде милион пъти по-ярък от Мъглявината на раците, най-ярката останка в Млечния път.

Бурен дом

„Това, което е вълнуващо в този най-скорошен доклад, е, че мисля, че той просто повтаря факта, че не знаем точно откъде идват тези“, каза Сара Бърк-Сполар (Университета в Западна Вирджиния), която не участва в проучването. „Мисля, че отваря неясността дали това може да е от неутронна звезда или черна дупка.“

Въпреки че има много различни теории, които обясняват как бързото избухване на радио може да произхожда от черна дупка, една идея започва с диска за натрупване на черната дупка - този вихър от гореща материя, който обикаля черна дупка. Тъй като черната дупка не може да яде безкрайно бързо, някои от частиците, които се вият навътре, всъщност се изтласкват навън - създавайки тези огромни потоци енергия, стрелящи далеч от черната дупка. Ако това изхвърляне удари стена от молекули, той ще ги йонизира и ще създаде светкавица в радиото.

Но повече идеи вероятно ще предстоят. „Едно от нещата, което ме вълнува е, че през следващите седмици очакваме, че много креативни теоретици ще излязат с обяснения за нашите наблюдения, за които все още не сме мислили“, каза Хеселс.

Въпреки че шегата е, че има повече теории, отколкото има бързи радиовзриви (много вярно наблюдение) и Хеселс очаква с нетърпение все по-нарастващата пропаст през следващите седмици, и той, и Бърк-Сполаор се надяват, че разликата в крайна сметка намалее. С редица широколентови радиотелескопи, които идват онлайн, вероятно астрономите скоро ще открият по-бързи радиоизстрели - помагайки им да се справят по-добре с тези загадки.

„След като започнем да откриваме много от тях, надяваме се през тази и следващата година - предрешено е заключението, че ще намерим други повтарящи се източници“, каза Хеселс. Такива открития само ще помогнат на астрономите да разберат как се е формирал FRB 121102 и дали това е странно в сравнение с други изблици или не.

справка:

D. Michilli et al. „Изключителна магнито-йонна среда, свързана с източника на бързо радио спукване FRB 121102.“ Природа .