Подібно до гравітаційних хвиль (ГВ) і гамма-сплесків (GRB), швидкі радіосплески (FRB) є одним з найпотужніших і загадкових астрономічних явищ на сьогоднішній день. Ці короткочасні події складаються з сплесків, які виділяють більше енергії за мілісекунду, ніж Сонце за три дні.
Хоча більшість сплесків тривають всього мілісекунди, були рідкісні випадки, коли FRB виявлялися повторюваними. Хоча астрономи досі не впевнені, що їх викликає, і думки розходяться, спеціальні обсерваторії та міжнародне співробітництво значно збільшили кількість подій, доступних для вивчення.
Провідною обсерваторією є Канадський експеримент з картографування інтенсивності водню (CHIME), радіотелескоп нового покоління, розташований в радіоастрофізичній обсерваторії Домініону (DRAO) в Британській Колумбії, Канада. інструментом для виявлення FRB (на сьогодні більше 1000 джерел!).
Використовуючи новий тип алгоритму, колаборація CHIME/FRB виявила свідчення 25 нових повторюваних FRB у даних CHIME, які були виявлені в період з 2019 по 2021 рік.
В колаборацію CHIME/FRB входять астрономи та астрофізики з Канади, США, Австралії, Тайваню та Індії. по всьому небу. Жодна із запропонованих на сьогоднішній день теорій чи моделей не може повністю пояснити всі властивості сплесків чи джерел.
У той час як деякі з них, як вважають, викликані нейтронними зірками і чорними дірками (через високу щільність енергії їхнього оточення), інші, як і раніше, не піддаються класифікації. Через це зберігаються інші теорії, від пульсарів і магнетарів до гамма-сплесків та позаземних комунікацій.
CHIME спочатку був розроблений для вимірювання історії розширення Всесвіту за допомогою виявлення нейтрального водню.
Приблизно через 370 000 років після Великого вибуху Всесвіт був пронизаний цим газом, і єдиними фотонами були або реліктове випромінювання Великого вибуху -космічний мікрохвильовий фон (CMB), або нейтральними атомами водню, що випускаються нейтральними атомами.
космологи називають цей період «темними віками», який закінчився приблизно через 1 мільярд років після Великого вибуху, коли перші зірки та галактики розпочали реіонізацію нейтрального водню (ера реіонізації).
Зокрема, CHIME був розроблений для визначення довжини хвилі світла, яку поглинає та випромінює нейтральний водень, відомої як 21-сантиметрова воднева лінія. Таким чином, астрономи могли виміряти, наскільки швидко Всесвіт розширювався в «темні віки», і провести порівняння з пізнішими космологічними епохами, які можна спостерігати. завдяки широкому полю зору і діапазону частот, що охоплюється (від 400 до 800 МГц). Це мета співпраці CHIME/ FRB , яка полягає в тому, щоб виявити та охарактеризувати FRB та простежити їх до їхніх джерел.
Як розповів Universe Today науковий співробітник Данлепа та провідний автор Зіггі Плеуніс, кожен FRB описується його становищем у небі та величиною, відомою як його дисперсійний захід (DM). Це стосується тимчасової затримки від високих до низьких частот, викликаної взаємодією спалаху з матеріалом під час його переміщення у просторі.
У документі, опублікованому в серпні 2021 року, колаборація CHIME/FRB представила перший каталог FRB з великою вибіркою, що містить 536 подій, виявлених CHIME в період з 2018 по 2019 рік, включаючи 62 сплеску з 18 раніше зареєстрованих джерел. У цьому останньому дослідженні Плеуніс та його колеги використовували новий алгоритм кластеризації, який шукає кілька подій, розташованих у небі разом зі схожими DM.
«Ми можемо виміряти положення швидкого радіосплеску на небі та виміряти його дисперсію з певною точністю, яка залежить від конструкції телескопа, що використовується», — сказав Плеуніс.
«Алгоритм кластеризації враховує всі швидкі радіосплески, виявлені телескопом CHIME, і шукає скупчення FRB, які мають узгоджені положення на небі та заходи дисперсії в межах похибок вимірювання. Потім ми проводимо різні перевірки, щоб переконатися, що сплески у скупченні дійсно відбуваються. із того ж джерела».
З більш ніж 1000 FRB, виявлених на сьогоднішній день, тільки 29 були ідентифіковані як повторювані за своєю природою. Більш того, було виявлено, що практично всі FRB, що повторюються, повторюються нерегулярно. Єдиним винятком є ??FRB 180916, виявлений дослідниками CHIME у 2018 році (про який повідомлялося у 2020 році), який пульсує кожні 16,35 дня.
За допомогою цього нового алгоритму колаборація CHIME/FRB виявила 25 нових джерел, що повторюються, майже вдвічі збільшивши кількість доступних для вивчення. Крім того, команда відзначила деякі дуже цікаві особливості, які можуть дати уявлення про їхні причини та характеристики. Як додав Плеуніс:
«Коли ми ретельно підраховуємо всі наші швидкі радіосплески та джерела, які повторюються, ми виявляємо, що лише близько 2,6 відсотка всіх швидких радіосплесків, які ми виявляємо, повторюються.
Для багатьох нових джерел ми виявили лише кілька сплесків, що робить джерела абсолютно неактивними. Майже так само неактивні, як джерела, які ми бачили лише один раз.
«Тому ми не можемо виключити, що джерела, для яких ми досі спостерігали лише один сплеск, зрештою також показуватимуть повторні сплески. Можливо, що всі джерела швидких радіосплесків в кінцевому підсумку повторюються, але багато джерел не дуже активні.
Ці результати можуть допомогти в майбутніх дослідженнях, які отримають користь від радіотелескопів наступного покоління, які почнуть функціонувати в найближчі роки.
До них відноситься обсерваторія Square Kilometre Array Observatory (SKAO), яка, як очікується, збере своє перше світло до 2027 року. Розташований в Австралії, цей 128-тарілковий телескоп буде об’єднаний з масивом MeerKAT в Південній Африці, щоб створити найбільший у світі радіотелескоп. означатиме, що радіоастрономи можуть бути близькими до прориву!
