Астрономи са определили достатъчно точно местоположението на източника на мистериозните бързи радиоимпулси, които за милисекунди носят повече енергия от нашето слънце за месец.
Изследователите са използвали космически изкривявания като увеличително стъкло, за да установят размера на източника, който се оказа само 10 000 км в диаметър.
Всеки ден, по няколко пъти на ден, мощни избухвания на радиовълни се разпръскват от далечни ъгли на Вселената. Тези космически "фойерверки", известни като бързи радиоимпулси (FRB), могат за миг да засенчат цели галактики, въпреки че траят само хиляда части от секундата. От откриването им през 2007 г. астрономите са ги засекли навсякъде – от нашата собствена галактика до разстояния от 8 милиарда светлинни години. Техният точен произход е обект на ожесточени дебати в научната общност.
На 22 октомври 2022 г. е наблюдаван бърз радиоимпулс, изблик на радиация, продължил само 2 милисекунди, идващ от източник, разположен в галактика на 200 милиона светлинни години далеч.
Това е FRB 20221022A, както е наречен, един от многото бързи радиоизбухвания.
Но благодарение на FRB 20221022A, астрономите от известния институт MIT успяха да научат повече за източника му за първи път. Те успяват да измерят така наречената "сцинтилация" на FRB 20221022A, феномен, който е сравним с блещукането на звездите в небето.
Подобно на това как атмосферата на Земята кара светлината на звездите да примигва, облаците от електрони в космоса причиняват разсейване на радиовълните, създавайки характерни модели в сигналите, които достигат нашите телескопи. Колкото по-малък или отдалечен е обектът, толкова повече той "трепти". Чрез анализ на този модел на трептене астрономите могат да определят размера и местоположението на източника на избухването, подобно на начина, по който астрономите могат да определят свойствата на звезда от нейното сияние.
Концепцията на този художник (не в мащаб) илюстрира пътя на бързия радиоизблик FRB 20220610A, от далечната галактика, откъдето произхожда, чак до Земята, в един от спиралните ръкави на Млечния път. Изходната галактика на FRB 20220610A, фиксирана благодарение на Много големия телескоп (VLT) на ESO, изглежда се намира в малка група от взаимодействащи галактики. Толкова е далече, че на светлината му са нужни осем милиарда години, за да достигне до нас, което прави FRB 20220610A най-отдалеченият бърз радиоимпулс, открит досега. Кредит: ESO/M. Kornmesser
Краткосрочните вариации на яркостта позволяват на Кензи Нимо (Kenzie Nimmo) и неговия екип да определят, че избликът на радиоизлъчване трябва да е близо до източника си.
Изследователите засекли две различни скали на това разсейване в радиовълните на FRB 20221022A: едното причинено от материал в нашата собствена галактика Млечния път, а другото – от материя в близост до източника на избухването. Чрез внимателен анализ те определили, че регионът на излъчване трябва да е изключително компактен – приблизително 10 000 километра в диаметър, което е около разстоянието между София и Пекин или с 1000 км по-малко от София - Йоханесбург.
Смята се, че FRB 20221022A е причинен от неутронна звезда с мощно магнитно поле. Средата около тези силно магнитни неутронни звезди, известни като магнетари, е толкова екстремна, че атомите не могат да съществуват – те биха били разкъсани от интензивните магнитни полета.
При изхвърляне, което би причинило забавяне на въртенето му, в концепцията на този художник е изобразен магнетар, който губи материал в космоса. Силните, усукани линии на магнитното поле на магнетара (показани в зелено) могат да повлияят на потока от електрически зареден материал от обекта, който е вид неутронна звезда. Кредит: NASA/JPL-Caltech
"В тези среди около неутронните звезди магнитните полета достигат границите на възможното във Вселената", обяснява водещият автор Кензи Нимо, постдокторант в Института за астрофизика и космически изследвания "Кавли" към MIT. "Имаше много дебати дали тази ярка радиоемисия може изобщо да избяга от тази екстремна плазма."
Този компактен размер противоречи на теориите, които предполагат, че FRB се генерират далеч от обектите, които ги пораждат. Подобни модели обикновено прогнозират, че тези избухвания трябва да произлизат на десетки милиони километри разстояние. Вместо това резултатите категорично подкрепят идеята, че FRB се генерират в рамките или непосредствено до магнитосферата – региона, доминиран от мощното магнитно поле на неутронна звезда.
Астрономите успяват да определят, че източникът е неутронна звезда или магнетар въз основа на поляризацията на радиовълните. Ъгълът на поляризацията показва S-крива и от това може да се заключи, че обектът трябва да се върти много бързо, една от характеристиките на такъв изключително компактен обект.
Измерванията изисквали изключителна прецизност и усъвършенствани техники за анализ. Екипът използвал Канадския експеримент за картографиране на интензитета на водорода (CHIME), който включва четири големи, неподвижни полутръбовидни приемници, настроени да засичат радиоемисии в честотен диапазон, чувствителен към FRB. От 2020 г. насам CHIME е засекъл хиляди FRB в този оптимален диапазон, с няколко нови открития всеки ден.
Проучването демонстрира как астрономическата сцинтилация, често смятана за пречка, която замъглява погледа ни към космоса, всъщност може да служи като мощен инструмент за изследване на физиката на тези загадъчни явления. Прецизността е впечатляваща.
"Да локализираш регион с диаметър 10 000 километра, от разстояние 200 милиона светлинни години, е като да измериш ширината на спирала на ДНК – около 2 нанометра – на повърхността на Луната", коментира Киоши Масуи (Kiyoshi Masui), доцент по физика в MIT.
Справка: Nimmo, K., Pleunis, Z., Beniamini, P. et al. Magnetospheric origin of a fast radio burst constrained using scintillation. Nature 637, 48–51 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08297-w
Източник: 10,000-kilometer precision: Astronomers pinpoint origin of mysterious space signals, StudyFinds
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари