Международная команда астрономов, включая ученых из Университета Гонконга (HKU), представила самые убедительные на сегодняшний день доказательства того, что некоторые быстрые радиовсплески (FRB) рождаются в двойных звездных системах. Быстрые радиовсплески – это чрезвычайно мощные вспышки радиоволн из далеких галактик, длящиеся всего несколько миллисекунд. До недавнего времени считалось, что их источниками являются одиночные, изолированные звезды.
Новое открытие, опубликованное в журнале Science, показывает, что по крайней мере часть источников FRB входит в состав звездных пар, где два светила вращаются друг вокруг друга. Этот вывод кардинально меняет устоявшиеся представления о происхождении и механизмах генерации этих загадочных космических сигналов. Прорыв стал возможен благодаря наблюдениям на пятисотметровом сферическом радиотелескопе (FAST), известном как «Небесное око Китая». Изучая повторяющийся FRB на расстоянии около 2,5 миллиардов световых лет от Земли, исследователи зафиксировали уникальный сигнал, указывающий на присутствие звезды-компаньона.
Радиоволны несут в себе информацию о среде, через которую они проходят, включая данные об изменении их поляризации. Анализируя эти изменения, астрономы могут изучать окружение источника FRB. Во время почти 20-месячного мониторинга команда зафиксировала необычное событие, которое они назвали «вспышкой RM». Оно заключалось в резком и сильном изменении поляризационных свойств радиосигнала. Ученые полагают, что эта вспышка была вызвана корональным выбросом массы – извержением облака плотной намагниченной плазмы со звезды-компаньона. Проходя по линии прямой видимости между источником FRB и Землей, это облако временно изменило космическое пространство вокруг него.
«Эта находка дает окончательную разгадку происхождения по крайней мере некоторых повторяющихся FRB, – заявил профессор Бин Чжан, соавтор статьи и директор-основатель Гонконгского института астрономии и астрофизики при HKU. – Полученные данные решительно подтверждают модель двойной системы, состоящей из магнитара – нейтронной звезды с чрезвычайно сильным магнитным полем, и звезды, подобной нашему Солнцу».
Большинство быстрых радиовсплесков регистрируются лишь однажды, что затрудняет их изучение. Однако меньшая их часть повторяется, предоставляя астрономам редкую возможность отслеживать изменения во времени. С 2020 года телескоп FAST внимательно следит за такими источниками. Один из них, FRB 220529A, и стал ключом к новому открытию. «Мы месяцами наблюдали за FRB 220529A, и поначалу он казался ничем не примечательным, – отметил профессор Бин Чжан. – Но после 17 месяцев наблюдений случилось нечто поистине захватывающее».
Для FRB характерна почти стопроцентная линейная поляризация. Когда радиоволны проходят через намагниченную плазму, угол их поляризации меняется – этот эффект называется вращением Фарадея и измеряется величиной, известной как мера вращения (RM). «Ближе к концу 2023 года мы зафиксировали внезапное увеличение RM более чем в сто раз, – рассказал доктор Е Ли из Обсерватории Пурпурной горы, первый автор статьи. – Затем в течение двух недель этот показатель быстро снизился, вернувшись к прежнему уровню. Мы назвали это явление “вспышкой RM”». Такое короткое, но экстремальное изменение соответствует прохождению плотного облака намагниченной плазмы через путь сигнала. «Естественное объяснение состоит в том, что эту плазму выбросила соседняя звезда-компаньон», – пояснил профессор Чжан.
Хотя саму звезду-компаньона невозможно увидеть напрямую на таком огромном расстоянии, ее присутствие стало очевидным благодаря непрерывным радионаблюдениям. Открытие не только проливает свет на один из самых интригующих феноменов современной астрофизики, но и подтверждает более широкую теоретическую модель, согласно которой все FRB производятся магнитарами. При этом взаимодействие в двойных системах может создавать условия, позволяющие некоторым из этих источников повторяться чаще. Дальнейший мониторинг поможет ученым понять, насколько распространены двойные системы среди источников быстрых радиовсплесков.
