Вчені визначили місце походження швидкого радіосплеску
За допомогою сцинтиляції астрономи визначили, що швидкий радіосплеск вийшов з екстремальної плазми біля сильно намагніченої нейтронної зорі.
Про це розповідають OstanniPodii.com з посиланням на пресреліз Массачусетського технологічного інституту (MIT).
Швидкі радіосплески (FRB) -- це радіоперехідні процеси тривалістю від мікросекунд до мілісекунд, які походять переважно з позагалактичних відстаней. Механізм емісії FRB залишається дискусійним питанням, та існує два основні суперницькі класи моделей: фізичні процеси, що відбуваються в безпосередній близькості до центрального рушія та релятивістські ударні хвилі, які поширюються на великі радіальні відстані. Очікувані розміри областей емісії помітно відрізняються між цими двома типами моделей.
Вже виявлено тисячі швидких радіосплесків від часу відкриття першого у 2007 році. І хоча вчені загалом погоджуються, що FRB виникають від надзвичайно компактних об'єктів, таких як чорні діри або нейтронні зорі, точна фізика, яка ними керує, незрозуміла.
У новому дослідженні вчені MIT та інших установ взялися за швидкий радіосплеск FRB 20221022A, який триває близько двох мілісекунд і за своєю яскравістю є відносно звичайним. Але він демонструє S-подібне коливання кута поляризації, що, найімовірніше, спричинене магнітосферним емісійним процесом.
"У цьому середовищі нейтронних зірок магнітні поля дійсно знаходяться на межі того, що може створити Всесвіт", - каже провідний автор дослідження Кензі Німмо, постдок в Інституті астрофізики і космічних досліджень ім. Кавлі при MIT.
"Було багато суперечок про те, чи може це яскраве радіовипромінювання взагалі вийти з цієї екстремальної плазми", - додав він.
Щоб перевірити місце виникнення цього сплеску, дослідники звернулися до сцинтиляції -- ефект, який виникає, коли світло від невеликого яскравого джерела, такого як зоря, фільтрується крізь певне середовище, наприклад, газ в галактиці. Коли світло фільтрується крізь газ, воно викривляється так, що віддаленому спостерігачеві здається, нібито відбувається мерехтіння. І чим менший або віддаленіший об'єкт, тим сильніше він мерехтить. Світло від більших або ближчих об'єктів до нас, таких як планети Сонячної системи, зазнає меншого викривлення, і тому не здається мерехтливим.
Команда проаналізувала дані про FRB 20221022A, отримані радіотелескопом "Канадський експеримент з картування інтенсивності водню" (CHIME) та спостерігали різкі коливання яскравості, які сигналізували про сцинтиляцію -- іншими словами, FRB мерехтів.
Дослідники підтвердили, що десь між телескопом і сплеском є газ, який викривляє та фільтрує радіохвилі. Потім команда визначила, де цей газ може бути розташований -- у галактиці-господарі FRB, і він відповідальний за частину спостережуваних сцинтиляцій. Цей газ діяв як природна лінза, що дозволило вченим наблизити місце розташування FRB і визначити, що сплеск походить з надзвичайно обмеженої області, яка має ширину приблизно в 10 000 кілометрів.
"Це означає, що FRB, ймовірно, знаходиться в межах сотень тисяч кілометрів від джерела", - каже Німмо. "Це дуже близько. Для порівняння, ми б очікували, що сигнал був би на відстані понад десятки мільйонів кілометрів, якби він походив від ударної хвилі, і ми б взагалі не побачили сцинтиляції".
Таким чином результати команди виключають можливість того, що FRB 20221022A з'явився з околиць компактного об'єкта. Натомість вперше довели, що швидкі радіосплески можуть виникати дуже близько до нейтронної зорі, у дуже хаотичному магнітному середовищі.
Також дослідники зазначають, що може існувати велика різноманітність у тому, як і де відбуваються FRB, і застосована сцинтиляційна техніка буде дуже корисною, щоб допомогти розібратися з різними фізичними процесами, які керують цими сплесками.