Команда из Массачусетского технологического института (MIT) сделала значительный шаг в понимании природы быстрых радио-всплесков (FRB), которые представляют собой кратковременные и интенсивные выбросы радиоволн, испускаемые чрезвычайно компактными объектами, такими как нейтронные звёзды и, возможно, чёрные дыры. Эти явления длятся всего тысячную долю секунды и могут нести огромное количество энергии, достаточное, чтобы на короткий момент превосходить по яркости целые галактики.
Исследователи использовали новую технику, чтобы определить происхождение одного из FRB, а их результаты предоставляют первые окончательные доказательства того, что эти явления могут возникать из магнитосферы нейтронной звезды.
«Мы обнаружили, что энергия, запасённая в магнитных полях нейтронной звезды, может быть испущена в виде радиоволн, которые можно зарегистрировать на половине расстояния Вселенной. В этих средах нейтронных звёзд магнитные поля находятся на пределе того, что может произвести Вселенная», — говорит Киёси Масуи, профессор физики в MIT.
Команда MIT использовала данные радиотелескопа CHIME, чтобы проанализировать FRB 20221022A, который был зарегистрирован в 2022 году. Они обнаружили, что свет от всплеска был высоко поляризован, что говорит о том, что источник FRB вращается.
«Это открытие является прорывом в понимании FRB. Мы теперь знаем, что эти явления могут возникать в магнитосфере нейтронной звезды, и это может помочь нам лучше понять физические процессы, которые управляют ими», — говорит Кензи Ниммо, постдок в Кавли-институте астрофизики и космических исследований MIT.
Учёные также обнаружили, что FRB 20221022A произошел в области, чрезвычайно близкой к вращающейся нейтронной звезде, на расстоянии не более 10 000 километров. На таком близком расстоянии всплеск, скорее всего, возник из высокомагнитного региона, непосредственно окружающего сверхкомпактную звезду.
«Увеличение масштаба до 10-тысячекилометрового региона с расстояния 200 миллионов световых лет — это как измерение ширины двойной спирали ДНК, которая составляет примерно 2 нанометра, на поверхности Луны», — говорит Масуи.
Результаты команды, в сочетании с находками команды Университета Макгилла, исключают возможность того, что FRB 20221022A возник на окраинах компактного объекта. Вместо этого учёные уверены, что быстрые радио-всплески могут возникать очень близко к нейтронной звезде, в высокохаотических магнитных средах.
«Эти всплески происходят часто, CHIME обнаруживает несколько в день. Может быть, существует много разнообразия в том, как и где они происходят, и эта техника сцинтиляции будет действительно полезна для разъяснения различных физических процессов, которые управляют этими всплесками», — добавил Масуи.
