Австралийский радиотелескоп ASKAP
Секреты дальнего космоса, возможно, начинают раскрываться, поскольку быстрое развитие технологий и более тесное исследовательское сотрудничество позволяют астрономам собирать воедино космологические подсказки, как никогда раньше.
В номере журнала Nature Astronomy от 27 марта международная группа ученых впервые показывает возможную связь между слияниями нейтронных звезд и быстрыми радиовсплесками (FRB) — двумя самыми загадочными космологическими явлениями, изучаемыми за последние два десятилетия.
Группа, в которую входят исследователи из UNLV, Университета Западной Австралии (UWA) и Университета Кертина, сообщает о наблюдении слияния нейтронных звезд в глубоком космосе, за которым всего через 2,5 часа последовал наблюдаемый FRB. Если это подтвердится, корреляция между двумя событиями может раскрыть часть тайны того, как генерируются FRB.
Быстрые радиовсплески (FRB) — это миллисекундные импульсы электромагнитных радиоволн, вперые обнаруженные в 2007 году. Они возникают в глубоком космосе и производят энергию, эквивалентную годовой мощности Солнца. Большинство FRB происходят как разовые события, в то время как другие представляют собой повторяющиеся всплески. Хотя их происхождение до сих пор остается загадкой, часть FRB, испускаемых в виде повторяющихся всплесков, вероятно, производится сильно намагниченными нейтронными звездами, известными как магнетары.
Хотя разовые вспышки могут иметь схожее происхождение, это исследование предполагает, что они также могут формироваться в результате гравитационных волн, генерируемых сталкивающимися нейтронными звездами.
«Идея заключается в том, что нейтронная звезда в конечном итоге коллапсирует в черную дыру, выбрасывая свою магнитосферу, что и может создать FRB», — сказал соавтор исследования Бинг Чжан (Bing Zhang), который первоначально предложил сценарий ассоциации нейтронных звезд с FRB еще в 2014 году.
Детекторы гравитационных волн, в том числе Лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO) в США и детектор Virgo в Италии, наблюдают за событиями гравитационных волн от столкновений черных дыр или нейтронных звезд с 2015 года.
Гравитационные волны и FRB, между которыми предполагается связь, были обнаружены 25 апреля 2019 года. Событие слияния двойных нейтронных звезд, получившее название GW190425, было вторым событием такого рода, когда-либо обнаруженным детекторами. Событие FRB, получившее название FRB 20190425A, было обнаружено Канадским экспериментом по картированию интенсивности водорода (CHIME) и произошло примерно через 2,5 часа.
Поскольку связь между слияниями нейтронных звезд и FRB давно предполагалась, но не наблюдалась, исследователи из UWA (аспирантка Александра Морояну и профессор Линцин Вэнь) и Университета Кертина (профессор Клэнси Джеймс) вслепую искали возможные связи гравитационных волн и FRB. В конце концов они идентифицировали эту пару, которая произошла в аналогичной области пространства, и предполагают вероятность того, что они, возможно, связаны.
Хотя даже возможность того, что эти два события связаны, обнадеживает астрономов, Чжан, который вместе с Шунке Ай (докторантом UNLV) представил теоретическое моделирование для интерпретации события, предупреждает, что для усиления корреляции необходимы дальнейшие наблюдения.
«Учитывая статистику случайной вероятности, я бы пока не стал окончательно подтверждать связь», — сказал Чжан.
Чжан говорит, что очередной запуск детекторов гравитационных волн и инструментов для обнаружения FRB позволит накопить больше данных, чтобы в конечном итоге проверить, является ли такая связь типичной.
Исследование «Оценка связи между быстрым радиовсплеском и слиянием двойных нейтронных звезд» появилось 27 марта в журнале Nature Astronomy и включает семь соавторов из трех институтов: Университета Западной Австралии, Университета Кертина и UNLV.
Источник: Alexandra Moroianu et al, An assessment of the association between a fast radio burst and binary neutron star merger, Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-01917-x
