28.09.2020

Астрономы впервые обнаружили периодичность быстрого радиовсплеска

Астрономы впервые обнаружили периодичность быстрого радиовсплеска

Астрономы обнаружили
нестрогую периодичность у повторного быстрого радиовсплеска FRB 180916.J0158+65.
Открытие было сделано на основе 28 событий, зарегистрированных с сентября 2018
года по октябрь 2019 года телескопом CHIME. Вспышки этого источника
происходят не совсем регулярно, но в среднем с большой значимостью удается выделить
период в 16,35 дней. Наблюдения на различных инструментах указывают на
значительную зависимость яркости вспышки от частотной полосы наблюдений,
говорится в препринте на сервере arXiv.org.

Быстрые радиовсплески (Fast
radio bursts, FRB) — это яркие вспышки радиоизлучения с типичной
продолжительностью около миллисекунды. Сегодня известно свыше сотни подобных
событий, из которых большинство были одиночными, но около десятка наблюдались
по нескольку раз из одной области — их называют повторными. На данный момент
природа FRB остается неизвестной, это одна из главных загадок современной астрофизики.

В 2019 году в области
исследования FRB наметился
значительный прогресс: список известных событий стал длиннее списка
предложенных теоретических моделей, впервые был локализован одиночный
радиовсплеск, было открыто первое событие подобного рода в относительно близкой
галактике. Многие из этих достижений стали возможны благодаря работе канадского
телескопа CHIME, который был переоборудован специально для изучения FRB.

Теперь с помощью этой установки
удалось сделать новое открытие: астрономы обнаружили периодичность всплеска FRB
180916.J0158+65, который пока что считается ближайшим к Земле. Проанализировав
около 400 дней имеющихся наблюдений, ученые смогли уверенно выделить период периодичности
в появлении вспышек, который оказался равен 16,35 ± 0,18. Однако авторы работы
отмечают, что эта закономерность не строгая: иногда вспышки не происходит,
иногда происходит больше одной, а повторяются они не тик-в-тик, а в течение
четырехдневного интервала.

Всего ученые работали со
временами регистрации 28 всплесков. Ученые применили несколько методов статистического
анализа, таких как критерий согласия Пирсона, широко применяемый в астрофизике H-тест и дискретное
преобразование Фурье. Все они в результате показали повторяемость с одной и той
же периодичностью со статистической значимостью до 11 стандартных отклонений,
что практически исключает вероятность случайного совпадения.

В дополнение к CHIME (рабочая полоса частота
400–800 мегагерц), FRB 180916 также наблюдался европейской радиоинтерферометрической
сетью EVN (рабочая частота 1,7 гигагерц) и на 100-метровом телескопе в
Эффельсберге (рабочая частота 1,4 гигагерца). Первый прибор зафиксировал
всплеск в самом начале ожидаемого периода активности, а второй не смог зафиксировать
в сеансе одновременных наблюдений с CHIME, который в это время обнаружил вспышку. Это
говорит о значительной зависимости яркости от частоты.

Впервые выявленная периодичность
у сигналов повторного радиовсплеска может стать важным сказанием на природу его
источника. Пока что остается множество вариантов, причем как двойных систем (из
пульсара или черной дыры и обычных звезд различных классов), так и уединенных
объектов (магнитары). Лучше понять явление помогут будущие наблюдения, тем
более, если удастся зафиксировать излучение в других диапазонах
электромагнитных волн, например, в рентгене или гамма.

Еще один важным инструментом изучения быстрых радиовсплексков является австралийский телескоп ASKAP, который в 2018 году удвоил статистику известных на тот момент событий. Подробнее о быстрых радиовсплесках можно прочитать в обзоре, который специально для N+1 писал сотрудник Государственного астрономического института имени Штернберга Сергей Попов.

Поделиться ссылкой: