Мертвая звезда в нашей галактике послала новый радиосигнал

Магнетар SGR 1935 + 2154, который в апреле испустил первый известный быстрый радиовсплеск изнутри Млечного Пути, снова вспыхнул, дав астрономам еще один шанс разгадать главную космическую загадку.

8 октября 2020 года коллаборация CHIME / FRB обнаружила SGR 1935 + 2154, излучающую три миллисекундных радиовсплеска за три секунды. Вслед за обнаружением CHIME / FRB радиотелескоп FAST обнаружил кое-что еще - импульсное радиоизлучение, соответствующее периоду вращения магнетара.

Очень интересно снова увидеть SGR 1935 + 2154, и я оптимистично настроен в том, что, если мы будем более внимательно изучать эти всплески, это поможет нам лучше понять потенциальную связь между магнетарами и быстрыми радиовсплесками" , - говорит астроном Дебора Гуд из университета из Британской Колумбии в Канаде и член CHIME / FRB.

До апреля этого года быстрые радиовсплески (FRB) когда-либо регистрировались только из-за пределов галактики, обычно от источников на расстоянии миллионов световых лет от нас. Первый был открыт в 2007 году, и с тех пор астрономы пытаются выяснить, что их вызывает.

Как следует из названия, FRB - это всплески чрезвычайно мощных радиоволн, обнаруженных в небе, некоторые из которых выделяют больше энергии, чем сотни миллионов Солнц. Они длятся всего миллисекунды.

Поскольку большинство источников быстрых радиовсплесков, кажется, вспыхивают один раз и не обнаруживаются повторения, они крайне непредсказуемы. Кроме того, те, что мы обнаруживаем, обычно приходят так далеко, что наши телескопы не могут различить отдельные звезды. Обе эти характеристики затрудняют отслеживание FRB либо до точной исходной галактики, либо до известной причины.

Но SGR 1935 + 2154 находится всего в 30 000 световых лет от нас. 28 апреля 2020 года он выплюнул мощный импульс длительностью миллисекунды, который с тех пор получил название FRB 200428 в соответствии с соглашением об именах быстрых радиопередач.

Как только мощность сигнала была скорректирована с учетом расстояния, FRB 200428 оказался не таким мощным, как внегалактические быстрые радиовсплески, но все остальное в нем соответствовало профилю.

"Если бы такой же сигнал пришел из соседней галактики, такой как одна из ближайших типичных FRB-галактик, для нас он был бы похож на FRB", - сказал астроном Шринивас Кулкарни из Калифорнийского технологического института. "Ничего подобного раньше не видели".

Мы пока мало что знаем о трех новых всплесках. Поскольку ученые все еще работают над данными, вполне возможно, что некоторые ранние выводы могут измениться, сказала Гуд. Но уже сейчас можно сказать, что они оба похожи и не похожи на FRB 200428.

Они снова стали немного менее мощными, но все они все еще невероятно сильны , и все они длились всего миллисекунды.

"Хотя они менее яркие, чем обнаруженные ранее в этом году, это все же очень яркие вспышки, которые мы бы увидели, если бы они были внегалактическими", - добавила Гуд.

"Одним из наиболее интересных аспектов этого обнаружения является то, что наши три всплеска, кажется, произошли в течение одного периода вращения. Известно, что магнетар вращается каждые ~ 3,24 секунды, но наши первый и второй всплески были разделены на 0,954 секунды, а вторую и третью разделяло 1,949 секунды. Это немного необычно, и я думаю, что мы будем рассматривать это в дальнейшем".

Это могло бы раскрыть что-то новое и полезное о поведении магнетаров, потому что - давайте посмотрим правде в глаза - они довольно странные.

Магнетары, из которых на сегодняшний день подтверждено только 24, являются нейтронными звездами; это коллапсировавшее ядро ​​мертвой звезды, недостаточно массивное, чтобы превратиться в черную дыру. Нейтронные звезды маленькие и плотные, около 20 километров в диаметре, с максимальной массой около двух Солнц. Но магнетары добавляют к этому еще кое-что: потрясающе мощное магнитное поле.

Эти потрясающие поля примерно в квадриллион раз мощнее магнитного поля Земли и в тысячу раз мощнее, чем у нормальной нейтронной звезды. И мы до сих пор не до конца понимаем, как они к этому пришли.

Но мы знаем, что у магнетаров бывают периоды активности. Поскольку гравитация пытается удержать звезду вместе - внутренняя сила - магнитное поле, тянущееся наружу, настолько мощно, что искажает форму звезды. Это приводит к постоянному напряжению, которое иногда вызывает гигантские звездлетрясения и гигантские магнетарные вспышки. SGR 1935 + 2154 претерпевает такую ​​активность, что свидетельствует о связи между приступами магнетара и, по крайней мере, некоторыми FRB.

Очевидно, что астрономы обнаружили, что источник первых внутригалактических FRB представляет большой интерес. Когда CHIME / FRB сообщили об их обнаружении, другие астрономы рещили посмотреть на звезду, в том числе группа под руководством Чжу Вэйвэя из Национальной астрономической обсерватории Китая, у которой был доступ к FAST, самому большому радиотелескопу с одной апертурой в мире.

И они обнаружили кое-что интересное, о чем также сообщалось в Telegram астронома - импульсное радиоизлучение. Эти радиоимпульсы были далеко не такими сильными, как всплески, но они чрезвычайно редки: если они будут подтверждены, SGR 1935 + 2154 будет только шестым магнетаром с импульсным радиоизлучением. А период импульса оказался равным 3,24781 секунде - почти точно период вращения звезды.

Это любопытно, потому что до сих пор астрономам не удавалось найти связь между магнетарами и радиопульсарами . Пульсары - это еще один тип нейтронных звезд; у них более нормальное магнитное поле, но они пульсируют радиоволнами во время вращения, и астрономы давно пытались выяснить, как связаны эти два типа звезд.

Ранее в этом году австралийские астрономы идентифицировали магнетар, который вел себя как радиопульсар - возможное "недостающее звено" между ними и свидетельство того, что по крайней мере некоторые магнетары могут эволюционировать в пульсары. SGR 1935 + 2154 может быть еще одним кусочком головоломки.

"Основываясь на этих результатах и ​​увеличивающейся активности всплесков, мы предполагаем, что магнетар может быть в процессе превращения в активный радиопульсар", - написала команда Вэйвэя.