Таинственный радиовсплеск произошел от "шаровидного" скопления семи галактик

Астрономы проследили путь одного из самых мощных и далеких быстрых радиовсплесков, когда-либо обнаруженных, к его необычному космическому дому: редкой "шарообразной" группе галактик. Неожиданное открытие может пролить свет на причины таинственных всплесков радиоволн, которые уже много лет озадачивают ученых.

Интенсивный сигнал, получивший название FRB 20220610A, был впервые обнаружен 10 июня 2022 года, и чтобы достичь Земли, он преодолел расстояние в 8 миллиардов световых лет. Световой год - это расстояние, которое свет проходит за один год, или 5,88 триллиона миль (9,46 триллиона километров).

Быстрые радиовсплески, или FRB, - это интенсивные всплески радиоволн миллисекундной длительности, происхождение которых неизвестно. Первый FRB был обнаружен в 2007 году, и с тех пор были зафиксированы сотни этих быстрых космических вспышек, приходящих из отдаленных точек Вселенной.

Этот конкретный быстрый радиовсплеск длился менее миллисекунды, но он был в четыре раза энергичнее, чем ранее обнаруженные FRB. Согласно первоначальному исследованию, опубликованному в октябре, всплеск выбросил энергию, эквивалентную энергии нашего Солнца за 30 лет.

Многие FRB испускают сверхъяркие радиоволны, которые длятся всего несколько миллисекунд, прежде чем исчезнуть, что затрудняет их наблюдение.

Радиотелескопы помогают проследить путь быстрых космических вспышек, поэтому исследователи использовали Австралийский радиотелескоп Square Kilometre Array Pathfinder, или ASKAP, в Западной Австралии и Очень большой телескоп Европейской южной обсерватории в Чили, чтобы определить место происхождения загадочного всплеска.

Наблюдения привели ученых к гигантскому небесному сгустку, который первоначально считался одиночной неправильной галактикой или группой из трех взаимодействующих галактик.

Теперь же астрономы, используя снимки космического телескопа "Хаббл", выяснили, что быстрый радиовсплеск исходил от группы из как минимум семи галактик, расположенных так близко друг к другу, что все они могли бы поместиться внутри галактики Млечный Путь.

Результаты исследования были представлены во вторник на 243-м заседании Американского астрономического общества в Новом Орлеане.

По мнению исследователей, галактики в этой группе, по-видимому, взаимодействуют и даже могут находиться в процессе слияния, что и вызвало быстрый радиовсплеск.

"Без изображений, полученных с помощью "Хаббла", оставалось бы загадкой, исходит ли этот FRB от одной монолитной галактики или от какой-то взаимодействующей системы", - говорит ведущий автор исследования Алекса Гордон, докторант астрономии в Колледже искусств и наук Вайнберга при Северо-Западном университете.

"Именно такие типы сред - странные - помогают нам лучше понять тайну FRB".

Эта галактическая группа, известная как компактная группа, является исключительной и представляет собой пример "самых плотных структур галактического масштаба, о которых мы знаем", - говорит соавтор исследования Вэнь-Фай Фонг, доцент физики и астрономии Северо-Западного университета и советник Гордона.

По словам Гордона, взаимодействуя, галактики могут вызывать всплески звездообразования, что может быть связано со всплеском.

По словам Гордона, быстрые радиовсплески в основном были связаны с изолированными галактиками, но астрономы также находили их в шаровых скоплениях, а теперь и в компактной группе.

"Нам просто нужно продолжать находить больше таких FRB, как вблизи, так и вдали, и во всех этих различных типах окружающей среды", - сказала она.

С момента первого открытия быстрых радиовсплесков

около двух десятилетий назад было обнаружено почти 1000 быстрых радиовсплесков, но астрономы до сих пор не могут понять, что их вызывает.

Многие сходятся во мнении, что, скорее всего, речь идет о компактных объектах, таких как черные дыры или нейтронные звезды - плотные остатки взорвавшихся звезд. Магнетары, или сильно намагниченные звезды, могут быть первопричиной быстрых радиовсплесков, согласно последним исследованиям.

Понимание того, откуда берутся быстрые радиовсплески, может помочь астрономам больше узнать о первопричине, которая посылает их во Вселенную.

"Несмотря на сотни обнаруженных на сегодняшний день FRB-событий, лишь часть из них была точно привязана к галактикам-хозяевам", - говорит соавтор исследования Юксин Вик Донг в своем заявлении. "Среди этой малой доли лишь немногие происходят из плотной галактической среды, но ни одно из них никогда не наблюдалось в такой компактной группе. Таким образом, место ее рождения действительно редкое". Донг - научный сотрудник Национального научного фонда и докторант астрономии в лаборатории Фонга в Северо-Западном университете.

Более глубокое изучение быстрых радиовсплесков может также привести к открытиям о природе Вселенной. Пока всплески путешествуют по космосу в течение миллиардов лет, они взаимодействуют с космическим веществом.

"Радиоволны, в частности, чувствительны к любому промежуточному веществу вдоль линии видимости - от места FRB до нас", - говорит Фонг. "Это означает, что волны должны пройти через любое облако вещества вокруг FRB, через галактику-хозяина, через всю Вселенную и, наконец, через Млечный Путь. По временной задержке в самом сигнале FRB мы можем измерить сумму всех этих вкладов".

По словам Гордона, в будущем астрономы ожидают появления все более чувствительных методов обнаружения быстрых радиовсплесков, что может привести к открытию большего их количества на больших расстояниях.

"В конечном итоге мы пытаемся ответить на вопросы: Что их вызывает? Каковы их прародители и каково их происхождение? Наблюдения "Хаббла" позволяют увидеть удивительные типы сред, в которых происходят эти загадочные события", - сказал Фонг.