Международное сотрудничество астрономов, включая исследователей из Университета Торонто, обнаружило самый яркий на сегодняшний день быстрый радиовсплеск (FRB) и точно определило его местоположение в соседней галактике с помощью сети радиотелескопов.
Что такое FRB?
FRB — это чрезвычайно энергетические вспышки из отдалённых источников по всей Вселенной, вызванные экстремальными астрофизическими явлениями. Однако они остаются плохо изученными учёными и являются одними из самых загадочных явлений в астрономии. Определение их местоположения обещает открыть новую эру открытий, позволяя учёным проследить их истинное космическое происхождение.
Новый сигнал FRB
Новый сигнал FRB, получивший название FRB 20250316A и шутливое прозвище RBFLOAT («самый яркий радиовсплеск всех времён»), был очень точно локализован с помощью новой системы FRB Outrigger в рамках канадского эксперимента по картированию интенсивности водорода (CHIME), который с 2018 года обнаружил тысячи FRB. Эти уменьшенные версии инструмента CHIME, расположенные в Британской Колумбии, Северной Калифорнии и Западной Вирджинии, позволяют астрономам проводить очень длинную базовую интерферометрию (VLBI) — метод, который может точно определить местоположение FRB с беспрецедентной точностью.
«Нам невероятно повезло, что мы смогли точно определить местоположение этого редкого события на небе», — сказал Маттиас Лазда, аспирант Университета Торонто на факультете искусств и наук, который является автором двух новых статей об открытии.
Преодоление трудностей
Через несколько часов после обнаружения произошёл сбой электропитания на одном из телескопов, который сыграл решающую роль в определении источника всплеска. Если бы событие произошло позже в тот день, у них не было бы шанса его зафиксировать.
Хотя FRB являются одними из самых мощных радиоисточников во Вселенной, они длятся всего несколько миллисекунд или секунд, на короткое время затмевая все остальные радиоисточники в своей галактике. RBFLOAT, обнаруженный 16 марта 2025 года, длился всего около одной пятой секунды.
«С точки зрения космоса этот быстрый радиовсплеск находится совсем рядом», — говорит Киёси Масуи, доцент кафедры физики и сотрудник Института астрофизики и космических исследований Кавли Массачусетского технологического института. «Это значит, что у нас есть шанс изучить довольно обычный FRB в мельчайших деталях».
Подробности обнаружения
RBFLOAT был таким ярким, потому что источник находился относительно близко на окраине галактики NGC 4141, которая находится примерно в 130 миллионах световых лет от нас в созвездии Большой Медведицы. Сигнал был прослежен до области размером 45 световых лет — меньше среднего звёздного скопления, что представляет собой беспрецедентное пространственное разрешение. Это эквивалентно наблюдению за гитарным медиатором с расстояния в 1000 километров.
«Открытие было очень захватывающим, потому что у нас было самое яркое событие за всё время прямо после того, как все три аутригера были подключены к сети», — сказала Аманда Кук, научный сотрудник Университета Макгилла и выпускник Университета Торонто, которая возглавляла работу, описывающую RBFLOAT. «Сразу же, даже в воскресенье днём, мы все собрались в комнате Zoom и начали работать над исследованием, надеясь как можно скорее провести последующие наблюдения за источником».
Уровень детализации, предоставленный системой CHIME/FRB Outrigger, позволил команде провести наблюдения с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) и зафиксировать слабый инфракрасный сигнал, который совпал с местоположением RBFLOAT. Это удивило исследователей, которые задались вопросом, является ли это место красным гигантом или затухающим световым эхом от самого всплеска.
«Высокое разрешение JWST позволяет нам впервые увидеть отдельные звёзды вокруг FRB. Это открывает дверь к идентификации типов звёздных сред, которые могли бы стать причиной таких мощных всплесков, особенно когда редкие FRB фиксируются с таким уровнем детализации», — сказал Питер Бланшар, научный сотрудник Гарварда и ведущий автор сопутствующей статьи, описывающей наблюдение JWST.
Несмотря на то что CHIME обнаружил FRB, астрономы не зафиксировали повторных всплесков из этого источника, даже после изучения сотен часов наблюдений CHIME за его местоположением в течение более чем шести лет.
«Этот всплеск, похоже, не повторяется, что отличает его от большинства хорошо изученных FRB», — сказала Кук. «Это бросает вызов основной идее в этой области, что все FRB повторяются, и открывает дверь к пересмотру более «взрывчатых» причин возникновения по крайней мере некоторых из них».
Две статьи, описывающие это явление, были опубликованы в «Astrophysical Journal Letters»: одна посвящена первоначальному радиооткрытию и локализации всплеска; другая — детальному описанию инфракрасных изображений JWST местоположения, откуда произошёл радиовсплеск. Вместе они предлагают новые детали и возможности для изучения FRB — не только как космических диковин, но и как инструментов для исследования Вселенной.