Сотни загадочных радиовсплесков обнаружены в космосе

10 июня 16:38NK

Сотни загадочных быстрых радиовсплесков были обнаружены в космосе благодаря канадскому телескопу и международной группе исследователей.

Происхождение этих ярких миллисекундных вспышек света неизвестно, потому что всплески, или FRB, непредсказуемы и быстро исчезают. Ученые впервые наблюдали их в 2007 году. В последующее десятилетие они наблюдали всего около 140 вспышек по всей Вселенной.

«Дело в том, что FRB действительно сложно поймать», - сказал Киёси Масуи, доцент физики Массачусетского технологического института и член университетского института астрофизики и космических исследований Кавли.

По словам Масуи, большинство радиотелескопов видят в данный момент только участок неба размером с Луну, а это означает, что подавляющее большинство FRB остаются невидимыми.

Все изменилось, когда телескоп CHIME, расположенный в Радиоастрофизической обсерватории Dominion в Британской Колумбии, Канада, начал принимать радиосигналы в 2018 году в течение первого года своей работы.

Стационарный радиотелескоп, получивший название Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment, обнаружил 535 новых быстрых радиовсплесков в период с 2018 по 2019 год.

Это позволило ученым создать каталог быстрых радиовсплесков CHIME, который был представлен в среду на 238-м заседании Американского астрономического общества.

Каталог не только расширяет известное количество быстрых радиовсплесков, но также расширяет доступную информацию об их местонахождении и свойствах. В то время как большинство быстрых радиовсплесков произошло всего один раз, 61 из них повторял быстрые радиовсплески от 18 источников. Повторяющиеся вспышки выглядят по-разному - каждая вспышка длится немного дольше, чем одиночная.

Когда всплеск повторяется, у ученых гораздо больше шансов отследить его до точки происхождения. Эти места также могут помочь ученым определить, что вызывает взрывы.

На основании своих наблюдений исследователи полагают, что одиночные быстрые радиовсплески могут иметь источники, отличные от повторяющихся.

«Со всеми этими источниками мы действительно можем начать получать картину того, как выглядят FRB в целом, какая астрофизика может быть движущей силой этих событий и как их можно использовать для изучения Вселенной в будущем», - сказала Кейтлин Шин, член CHIME. и аспирант факультета физики Массачусетского технологического института

Телескоп CHIME работает несколько иначе, чем другие телескопы, используемые в радиоастрономии. Набор из четырех гигантских радиоантенн, сравнимых по размеру и форме с хаф-пайпами, используемыми для сноубординга, полностью неподвижен. Когда Земля вращается вокруг своей оси, этот массив принимает радиосигналы с половины неба.

Обычно радиотарелки перемещаются, чтобы улавливать свет из разных областей неба. Вместо этого CHIME использует полностью цифровую конструкцию и имеет коррелятор, цифровой сигнальный процессор для захвата входящих радиосигналов. Он может обрабатывать огромные объемы данных - около 7 терабит в секунду, что эквивалентно небольшому проценту глобального интернет-трафика.

«Цифровая обработка сигналов - это то, что позволяет CHIME реконструировать и« смотреть »одновременно в тысячах направлений», - сказал Масуи. «Это то, что помогает нам обнаруживать FRB в тысячу раз чаще, чем традиционный телескоп».

535 вспышек, обнаруженных CHIME, пришли со всех сторон неба и из космоса. Основываясь на собранной информации, исследователи подсчитали, что эти яркие быстрые радиовсплески, вероятно, происходят примерно 800 раз в день по всему небу.

Когда эти радиоволны перемещаются в космосе, они, скорее всего, сталкиваются с газом или плазмой. Это может исказить волны, изменить их свойства и даже траекторию. Получение этой информации о радиовспышке может помочь ученым оценить расстояние, которое он прошел, и сколько газа встретило.

«В нем содержится запись о структуре вселенной, через которую он прошел, чтобы добраться от источника к нам», - сказал Масуи. «Из-за этого мы думаем, что они станут лучшим инструментом для изучения Вселенной».

Многие из этих ярких радиовсплесков, обнаруженных CHIME, прибыли из далеких галактик и, вероятно, были созданы источниками невероятной энергии, но исследователи все еще пытаются определить точную природу этих источников.

При наличии достаточно быстрых радиовсплесков, возможно, удастся составить карту крупномасштабной структуры Вселенной.

«Эти большие структуры составляют волокна космической паутины», - сказал Алекс Джозефи, докторант физики Университета Макгилла в Канаде. «С помощью каталога FRB мы обнаружили эту корреляцию между FRB и крупномасштабной структурой. Это действительно очень интересно и знаменует начало новой эры (быстрых радиовсплесков) космологии».