Загадочные быстрые радиовсплески

Проблема отсутствия отождествления на фоне недостатка данных часто мешает астрономам разобраться в природе источников. В данный момент самый яркий пример — быстрые радиовсплески (FRB — Fast radio bursts). Уже более 10 лет астрофизики (и наблюдатели, и теоретики) бьются над тайной этих коротких радиовспышек. Сейчас большие надежды связывают с работой нового радиотелескопа CHIME.

Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) — это новый канадский проект, начавший работу в прошлом году. Как следует из названия, когда инструмент проектировали, то основной задачей виделось вовсе не изучение быстрых радиовсплесков. Но сейчас ясно, что он может дать важные результаты именно в этой области. Причем совсем скоро.

Работа CHIME в тестовом (!) режиме в течение короткого времени привела к двум важным результатам. Во-первых, впервые получилось надежно зарегистрировать ряд всплесков на частотах 400-600 МГц. Это крайне важно, так как ранее FRB видели только на частотах выше 600-700 МГц. Во-вторых, удалось открыть еще один источник повторяющихся всплесков. Это даст возможность идентифицировать галактику, в которой он находится, а также понять, являются ли источники повторных всплесков частью общей популяции или представляют собой отдельный феномен. Ну и конечно, важно, что CHIME хорошо видит всплески и открывает новые. Тот факт, что за июль-август 2018 года на нем обнаружили 13 новых источников, говорит о том, что через год их число достигнет сотни. А ведь сейчас полное количество известных источников данного типа не превосходит 100.

Кроме обнаружения новых источников, надо детальнее изучить уже известные. И в случае FRB у астрономов была единственная возможность — снова и снова наблюдать вспышки повторного источника FRB 121102. Крупнейшие радиотелескопы в мире не жалеют времени на такую задачу. И вот появились данные совместных наблюдений на 100-метровом телескопе в Эффелсберге и установке LOFAR. Первый из них наблюдал на высоких частотах (1.4 ГГц), а второй — на низких (150 МГц). Первый увидел девять новых вспышек, а второй в то же самое время — ничего. Здесь отрицательный результат — это тоже результат. Он позволяет дать важные ограничения на спектр вспышек, что, в свою очередь, важно для построения моделей, то есть для понимания природы всплесков.

Быстрые радиовсплески вызывают интерес не только у астрономов, но и у физиков. Со временем, когда число регистрируемых событий будет составлять сотни и тысячи (вероятно, для этого понадобится ввод в строй системы радиотелескопов SKA), эти источники, находящиеся на космологических расстояниях в сотни миллионов световых лет и более, можно будет использовать как зонды межгалактической среды, а также как средство решения ряда задач в области космологии и фундаментальной физики. Например, одновременные наблюдения далеких всплесков на разных частотах позволят проверять многие предсказания общей и специальной теорий относительности. Пока же для этого используется то, что «под рукой». Например сверхмассивная черная дыра в центре нашей Галактики.

Коллаборация GRAVITY — по названию прибора на телескопах VLT в Европейской Южной обсерватории в Чили — наблюдает звезды вокруг центра нашей галактики — радиоисточника Sgr A*, чтобы проверить общую теорию относительности. Используя спектральные данные по звезде S2 — самой близкой к сверхмассивной черной дыре Sgr A* в центре нашей Галактики, — авторы проверяют принцип эквивалентности. Это удается сделать по анализу спектральных линий. Таким образом тестируется, не меняются ли атомные переходы вдали и вблизи от дыры (в более слабом и сильном гравитационном поле).

Хотя точность измерений уступает космическим, однако астрофизикам удалось провести проверку ОТО в сильном поле, что раньше не удавалось сделать (например, по наблюдениям белых карликов, где поле ниже). Отклонений от теорий выявлено не было. Авторы обещают, что, когда заработает E-ELT (новый 40-метровый оптический телескоп, сооружение которого уже началось), точность существенно возрастет (плюс можно будет использовать карликовые звезды, что лучше для данного метода). Но это, как вы понимаете, будет еще не скоро. Ведь надо не только E-ELT запустить и наладить соответствующие приборы, но и дождаться, пока звезды совершат по обороту вокруг Sgr A*. Так что это будет уже ближе к середине века.

Источник