Быстрые радиовсплески являются одними из самых загадочных явлений во Вселенной. Они представляют собой единичные мощные импульсы радиоизлучения длительностью несколько миллисекунд. Типичная энергия всплеска эквивалентна выбросу в космическое пространство энергии, испускаемой Солнцем в течение нескольких десятков тысяч лет.
На данный момент у астрономов нет общепринятого объяснения природы загадочных радиоимпульсов. Предложенные гипотезы варьируются от проявлений активности нейтронных звезд до последствий испарения черных дыр. Но, хоть астрономам и неизвестна причина возникновения радиовсплесков, это не помешало использовать их для исследований другого феномена.
Инфографика показывающая прохождение быстрого радиовсплеска FRB 18112 сквозь гало оказавшейся на его пути галактики. Источник: ESO/M. Kornmesser
В ноябре 2018 г. радиотелескоп ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder) зарегистрировал быстрый радиовсплеск FRB 181112. Сигнал состоял из нескольких импульсов длительностью менее 40 микросекунд каждый. Дальнейшие оптические наблюдения, выполненные Очень большим телескопом (VLT ESO) и другими обсерваториями, показали, что на пути к Земле он прошел сквозь гало массивной галактики. Это обстоятельство позволило астрономам исследовать природу газа, содержащегося в гало, при помощи анализа спектра радиосигнала.
Галактическое гало содержит как темную материю, так и обычное барионное вещество — в основном в форме горячего ионизованного газа. Если светящаяся часть массивной галактики может иметь поперечник около 30 тыс. световых лет, то гало, имеющее почти сферическую форму, превосходит ее по диаметру на порядок. Падая в направлении центра звездной системы, содержащийся в гало газ оказывается «строительным материалом» для формирования новых светил. В то же время вспышки сверхновых могут выбрасывать вещество обратно в гало. Понимание этих процессов поможет астрономам лучше разобраться в особенностях функционирования механизма звездообразования.
Результаты анализа удивили ученых. Прошедший через гало радиосигнал практически не испытал возмущений, что противоречит предсказаниям разработанных ранее моделей. Радиотелескопы приняли столь четкий и неискаженный импульс, что в нем вообще не обнаружилось никаких признаков прохождения сквозь вещество. Позже исследователи рассчитали, что плотность газа в гало должна составлять менее сотни тысяч атомов на кубический метр. Это эквивалентно нескольким сотням атомов в объеме детского воздушного шарика.
Полученное VLT изображение области, через которую прошел сигнал FRB 181112. Источник: ESO/X. Prochaska et al.
Астрономы не нашли в гало никаких признаков холодных турбулентных облаков или малых плотных скоплений холодного газа. Быстрый радиовсплеск также позволил получить информацию о магнитном поле в этой области пространства, которое оказалось очень слабым — в миллиард раз слабее магнитика на холодильнике.
Пока ученые не могут сказать, являются ли найденные низкая плотность барионной материи в гало и слабое магнитное поле чем-то аномальным или же предыдущие исследования попросту переоценили эти параметры. Ответ на этот вопрос смогут дать лишь новые наблюдения.
По материалам: https://www.eso.org
