Наблюдение быстрого радиовсплеска — крайне редкое событие, поскольку точная наводка антенны в нужную точку небесной сферы в подходящий момент времени сопоставима с непредсказуемым везением. Быстрые радиовсплески, сокращенно FRB, – это необычайно мощные вспышки, фиксируемые в радиодиапазоне электромагнитного спектра; они продолжаются лишь несколько миллисекунд и затем бесследно исчезают.
С тех пор как было зафиксировано первое подобное явление в 2007 году, ученые зарегистрировали 140 быстрых радиовсплесков, обнаружив их как в нашей Галактике, так и на большом расстоянии от нее во Вселенной. Однако на недавнем, 238-ом заседании Американского астрономического общества канадские астрономы представили информацию об идентификации 535 новых быстрых радиовсплесков, что увеличило общее количество известных событий почти в четыре раза! Этот прорыв стал возможен благодаря большому стационарному радиотелескопу CHIME, расположенному в Британской Колумбии (Канада) и использовавшемуся с 2018 по 2019 год в рамках Канадского эксперимента по картированию интенсивности водорода.
Новый каталог значительно расширил базу данных известных FRB и уже позволяет делать определенные выводы об их характеристиках. В частности, недавно обнаруженные всплески можно разделить на два различных класса: повторяющиеся и не повторяющиеся. Исследователи проекта идентифицировали 18 источников FRB, демонстрирующих многократные проявления, в то время как остальные, по всей видимости, были уникальными событиями.
«Мы зафиксировали, что повторяющиеся быстрые радиовсплески имеют несколько большую продолжительность и излучают более сфокусированные радиочастоты по сравнению с одиночными FRB», – заявили участники исследовательской группы.
Представленные данные убедительно свидетельствуют о том, что быстрые радиовсплески двух различных типов генерируются разными физическими процессами и происходят в разных астрофизических средах. Расширение объема наблюдений позволяет ученым надеяться на скорое выяснение природы этих необычайно мощных сигналов.
Видя вспышки
Канадский интерферометр для поиска быстрых радиовсплесков (CHIME) включает в себя четыре массивные параболические антенны, расположенные в Радиоастрофизической обсерватории Dominion в Британской Колумбии. Этот телескоп ежедневно сканирует половину небесной сферы, используя вращение Земли для приема радиосигналов.
По словам Киёси Масуи, физика из Массачусетского технологического института (США), цифровая обработка сигналов дает возможность системе CHIME одновременно анализировать информацию, поступающую из тысяч направлений, что позволяет обнаруживать радиовсплески FRB в тысячу раз эффективнее, чем при использовании обычных телескопов. Результаты работы были представлены на научной конференции.
При создании карты зарегистрированных CHIME быстрых радиовсплесков было установлено, что сигналы распределены равномерно по небу и, судя по всему, исходят из любой его части. На основании полученных данных астрономы определили, что количество достаточно ярких быстрых радиовсплесков составляет приблизительно 9 тысяч в день на всей небесной сфере, что является наиболее точной оценкой общего числа FRB на сегодняшний день.
Киёси Масуи выразил радость по поводу открытия, подчеркнув, что, несмотря на сложность обнаружения, радиовсплески FRB не являются редким явлением.
Картографирование Вселенной
Во время прохождения радиоволн через космическое пространство межзвездный газ или плазма могут изменять характеристики и направление распространения волны. Степень рассеяния может служить индикатором количества «препятствий» и, возможно, расстояния, которое радиоволна прошла от своего источника. Проанализировав дисперсию для каждого из 535 обнаруженных сигналов, ученые пришли к выводу, что большинство из них поступило из удаленных галактик, а их источники обладают колоссальной энергией.
Участники исследования отметили, что благодаря увеличению объема информации о радиовсплесках FRB и их дисперсии появится возможность изучить распределение газа и материи в огромных масштабах Вселенной. Таким образом, помимо вопроса об источнике возникновения этих всплесков, FRB открывают перспективу использования их в качестве мощных инструментов для космологических исследований.
