Астрономи підтвердили, що джерело повторюваних швидких радіовсплісків FRB 20200120E знаходиться в шаровому скупченні в спіральній галактиці М81, ставши таким чином самим близьким до Сонця на сьогоднішній день позагалактичним джерелом такого роду. Передбачається, що за сплески може бути відповідальний магнітар, народжений в результаті злиття білих карликів або нейтронних зірок. Препринт роботи опубліковано на сайті arXiv.org.
Швидкі радіовспліски, відкриті в 2007 році, вважаються однією з головних загадок сучасної астрофізики. Вони являють собою короткі і потужні радіоімпульси і бувають як поодинокі, так і повторюються. Вчені точно знають про їхню позаземну природу, проте досі немає загальноприйнятої теорії, що описує механізми генерації подібних сплесків. В даний час існують цілий ряд гіпотез, які потребують перевірки, зокрема, дані деяких спостережень за швидкими радіовсплісками вказують на їх зв'язок з магнітарами і не підтверджують зв'язок з гігантськими радіоімпульсами від пульсарів. Щоб розібратися в природі сплесків вченим необхідно точно визначати місце розташування і природу їхніх джерел, що в разі позагалактичних об'єктів досить важко через сильну віддаленість джерел - найближчим точно локалізованим позагалактичним джерелом повторюваних швидких радіовсплесків до недавнього часу був FRB 20180916B, розташований на відстані близько 457 мільйонів світлових років.
Група астрономів на чолі з Францом Кірстеном (Franz Kirsten) з Технічного Університету Чалмерса опублікувала результати аналізу даних спостережень за новим джерелом повторюваних швидких радіовсплесків FRB 20200120E. Спочатку він був зафіксований 20 січня 2020 року колаборацією CHIME, що використовує радіотелескоп в Канаді, при цьому за період з січня по листопад 2020 року було виявлено чотири сплески від джерела, що знаходилося в напрямку спіральної галактики М81. У новому дослідженні вчені вирішили спробувати точно визначити місце розташування FRB 20200120E, використавши для цього дані спостережень радіоінтерферометра VLBI, радіотелескопа VLA, космічних телескопів «Чандра» і «Fermi», а також оптичного наземного телескопа «Субару».
У підсумку вченим вдалося виявити чотири нові швидкі радіовспліски від джерела:два з них були зафіксовані 20 лютого 2021 року, а ще два - в березні 2021 року. Щільність потоку енергії випромінювання для них склала 0,13-0,71 янського в мілісекунду, а тривалість - 100-300 мікросекунд. Координати джерела, визначені астрономами, збіглися з координатами шарового скупчення [PR95] 30244, яке входить до галактики M81 і характеризується великим віком (близько 10 мільярдів років) і малою металічністю. Ймовірність того, що джерело повторюваних сплесків накладається на галактику була оцінена низькою (< 1,7 ^ 10-4), таким чином, FRB 20200120E став найближчим до Сонця на сьогоднішній день позагалактичним джерелом повторюваних швидких радіовсплесків - відстань до нього оцінюється в 11,7 мільйона світлових років.
Досліджували дійшли висновку, що моделі генерації швидких радіовсплісків, де фігурують молоді магнітари, погано пояснюють зв'язок FRB 20200120E зі старим шаровим скупченням, якщо припускати, що нейтронна зірка утворюється при вибуху масивної зірки. Замість цього такий магнітар повинен був утворитися в результаті акреційно-індукованого колапсу білого карлика або в результаті злиття двох білих карликів, двох нейтронних зірок або нейтронної зірки і білого карлика, які поширені в шарових скупченнях, причому найбільшу перевагу автори роботи віддають подвійній системі з білих карликів. Альтернативна версія передбачає наявність компактної подвійної системи з білого карлика і нейтронної зірки або спробованої нейтронної зірки з компаньйоном планетарної маси.
Про те, чим можуть бути швидкі радіовспліски і чому їх цікаво вивчати можна прочитати в нашому блозі.