Зарегистрированы короткие всплески мощного космического радиоизлучения неизвестной природы

"Это одно из важнейших открытий в области космического радиоизлучения за последние двадцать лет", — говорит Скотт Рэнсом (Scott Ransom), независимый эксперт из Национальной радио-астрономической обсерватории США (US National Radio Astronomy Observatory).

Длительные (от нескольких дней до нескольких месяцев) радиосигналы, испускаемые далёкими галактиками, регистрируются астрономами чуть ли не ежедневно. Но настолько короткие вспышки, происходящие от источника за пределами Млечного Пути — явление не просто редкое; такое астрофизики увидели впервые.

Ведущий автор исследования Дэниел Торнтон (Dan Thornton) и его коллеги из британского университета Манчестера (University of Manchester) заинтересовались этим явлением после того, как в 2007 году случилось нечто подобное. Тем не менее, в отличие от сегодняшнего явления, тот всплеск радиоизлучения не был подтверждён.

Торнтон и его команда установили, что волны исходят от объекта, удалённого от Земли на несколько миллиардов световых лет. Учёные предположили, что скорее всего, источником могут быть нейтронные звёзды и чёрные дыры.

"Примерно шесть лет назад астрофизики зафиксировали короткую вспышку радиоизлучения неизвестной природы, но тогда никто не мог сказать наверняка, что послужило причиной этого явления, да и было ли оно на самом деле. После того случая мы провели четыре года в поисках чего-то подобного. В конечном счёте нам удалось зарегистрировать четыре всплеска длительностью всего в несколько миллисекунд. Самый дальний из источников излучения удалён от Земли на несколько миллиардов световых лет", — рассказывает Торнтон.

Соавтор этого масштабного исследования и директор института Макса Планка Майкл Крамер (Michael Kramer) говорит, что очень трудно увидеть источник такого излучения. При условии того, что всплеск длится всего одну тысячную секунды (одна десятая длительности взмаха ресницами, по словам учёного), шанс направить телескоп на источник будет крайне мал. "Но если взглянуть на небо "радио-глазами", то вспышек излучения будет очень и очень много", — поясняет Крамер в пресс-релизе.

Для работы с неизвестным явлением Торнтон и его коллеги из Великобритании, Германии, Австралии, Италии и США использовали 64-метровый радиотелескоп в австралийской обсерватории Паркса (Parkes Radio Telescope).

Как правило, когда радиоволны летят сквозь неоднородное космическое пространство, то сталкиваются со свободными электронами. Более низкочастотные компоненты сигнала задерживаются отрицательно заряженными частицами, а более высокочастотные распределяются по космосу или рассеиваются. Состав ультракоротких радиосигналов, которые зарегистрировал Торнтон, говорит о том, что электроны Млечного Пути вызвали лишь 3-6% от общей дисперсии, а значит, источник излучения лежит где-то далеко за пределами нашей галактики.
Согласно модели электронного состава космического пространства, радиоволны преодолели от 5,5 до 10 миллиардов световых лет. Напомним, что возраст всей Вселенной составляет всего 13,8 миллиардов лет, а значит, источник самой старой вспышки появился спустя всего несколько миллиардов лет после Большого Взрыва.

По одной из версий, высказанной исследователями, источником излучения является некий объект, обладающий сравнительно небольшими размерами, но мощной энергией. Предположительно, это мог быть магнетар — нейтронная звезда, обладающая очень мощным магнитным полем. "Эти вспышки указывают на то, что в ранней истории Вселенной произошли некие катаклизмы, задействовавшие огромные объёмы массы и энергии", — считает Торнтон.

И всё же, назвать точную причину явления астрономы не смогли. Известны лишь приблизительные параметры, но не сам источник.

В данный момент исследователи занимаются отслеживанием вспышек в режиме реального времени, то есть пытаются обнаружить не только радио, но и видимое излучение при помощи оптических телескопов. Тогда они уже смогут установить точное расстояние до источника. Затем, с помощью модели электронного состава космоса, можно будет определить, где именно находится магнетар или любой другой объект, испускающие радиоволны.

Конечные результаты этой работы помогут не только обнаружить источник и причину мощного излучения, но и решить одну из космологических загадок. Согласно наблюдениям за ранней Вселенной, общее число барионов, трёхкварковых элементарных частиц, в число которых входят протон и нейтрон, должно быть больше, чем мы видим сегодня. Если правильно изучить всплески радиоизлучения нового типа, то можно будет понять, куда же делись недостающие барионы.

Подробнее с результатами наблюдения и гипотезами астрофизиков по поводу этого явления можно ознакомиться в статье Торнтона и его коллег, опубликованной в журнале Science. Также на сайте arXiv.org есть препринт этой статьи.