Вперше астрономи пов’язали загадкові імпульси енергії, які називаються швидкими радіосплесками (FRB), з пульсаціями в просторі-часі, що випромінюються зірками, які колапсують, зіштовхуючись. Результати дослідження пропонують нове пояснення FRB, які не дають спокою вченим вже понад десять років.
FRB – це масивні вибухи радіоактивної енергії, які можуть затьмарити кожну зірку в цілій галактиці, разом узятій, і при цьому тривають лише долі секунди. Хоча FRB були відкриті у 2007 році, їхнє походження залишається оповите таємницею. Частково це пов’язано з тим, що, хоча деякі FRB повторюються періодично, багато з них з’являються і зникають за лічені мілісекунди.
Магнетари – надщільні, зруйновані ядра вибухнувших зірок (відомих як нейтронні зірки) з потужними магнітними полями – є головними кандидатами на випромінювання FRB. Але нещодавні спостереження вказують на те, що може існувати кілька можливих джерел, які можуть включати зіткнення нейтронних зірок.
У квітні 2019 року лазерна інтерферометрична гравітаційно-хвильова обсерваторія (LIGO) виявила пульсації у просторі-часі, відомі як гравітаційні хвилі від злиття нейтронної зірки, позначеної як GW190425. Через кілька годин Канадський експеримент з картування інтенсивності водню (CHIME) виявив яскравий, неповторюваний FRB з тієї ж області космосу.
“Ми виявили сплеск радіохвиль тривалістю в одну тисячну секунди, який згенерувався через дві з половиною години після злиття двох нейтронних зірок, які є надзвичайно щільними залишками масивних зірок, що вибухнули”, – повідомив співавтор дослідження Кленсі Джеймс, радіоастроном з Університету Кертіна в Австралії, в інтерв’ю Live Science електронною поштою. “Наша теорія полягає в тому, що цей сплеск радіохвиль стався тому, що в результаті злиття утворилася “надмасивна” нейтронна зоря, яка, коли сповільнився її спін, колапсувала в чорну діру”.
Хоча злиття нейтронних зірок припускали як можливу причину FRB в минулому, нові спостереження надають перші докази того, що ця теорія може бути правильною. Команда використовувала три основні частини інформації, щоб зробити цей зв’язок.
“По-перше, час подій”, – сказав Джеймс, FRB прибув всього через 2,5 години після сигналу гравітаційної хвилі. По-друге, місцезнаходження FRB збігалося з місцем розташування гравітаційної хвилі. “І по-третє, відстань, – додав Джеймс. – Особливо допомогла відстань”.
Хоча більшість FRB приходять з відстані мільярдів світлових років, детектори гравітаційних хвиль, такі як LIGO, чутливі до відстаней лише близько 500 млн світлових років. Цей FRB був незвично близьким, і його оцінена відстань збіглася з оціненою відстанню від GW190425. “Що нас здивувало, так це те, наскільки все збіглося!” сказав Джеймс. “Це був прекрасний чистий імпульс – саме те, що можна очікувати від катаклізму”.
За словами Джеймса, ці результати вказують на те, що існує щонайменше два різних сімейства FRB: одноразові FRB від катаклізмів, таких як злиття нейтронних зірок, і повторювані FRB, вироблені магнетарами або іншим невідомим джерелом.
Це відкриття може також вплинути на розуміння вченими нейтронних зірок, оскільки воно припускає, що найбільша можлива маса цих зоряних залишків може бути більшою, ніж очікується зараз.
“Це пояснюється тим, що об’єкт, який утворився в результаті злиття двох нейтронних зірок, не зруйнувався відразу в чорну діру, а зміг тимчасово протистояти гравітації”, – сказав Джеймс. “Своєю чергою, це говорить нам дещо про фундаментальну природу матерії при екстремальних густинах і тисках, яку ми не можемо вивчати тут, на Землі. Це може навіть бути свідченням існування нового типу зірок – кваркових зірок”.
Команда сподівається зміцнити взаємозв’язок між FRВ і злиттями нейтронних зірок, оскільки цієї весни світові обсерваторії гравітаційних хвиль розпочнуть нові спостереження.
Теж цікаво:
Leave a Reply