Как один телескоп обнаружил сотни таинственных радиосигналов из космоса?
Впервые быстро исчезающие радиовсплески ученые наблюдали еще в 2007 году. Последующее десятилетия исследований позволили обнаружить около 140 вспышек по всей Вселенной. Немного, правда? Дело в том, что быстрые радиовсплески (FRBS) действительно трудно поймать: для этого необходимо направить радиотелескоп в нужное место в нужное время. При этом предсказать, где и когда удастся поймать всплеск неизвестно. Исследователи отмечают, что большинство радиотелескопов видят только участок неба размером с Луну в данный момент времени, что означает, что подавляющее большинство быстрых радиовсплесков остаются невидимыми. Ситуация, к счастью, изменилась, когда телескоп CHIME, расположенный в Радиоастрофизической обсерватории Доминиона в Британской Колумбии в Канаде, начал принимать радиосигналы. Это произошло в 2018 году в течение первого года работы инструмента и в конечном итоге позволило ученым создать каталог быстрых радиовсплесков. Примечательно, что каталог не только расширяет известное количество быстрых радиовсплесков, но и доступную информацию об их местоположении и свойствах.
Сотни загадочных быстрых радиовсплесков были обнаружены в космосе благодаря канадскому телескопу и международной группе исследователей.
Что такое быстрые радовсплески?
Быстрые радиовсплески (FRBS) – это очень короткие, но очень интенсивные импульсы радиоволн, регистрируемые в радиодиапазоне электромагнитного спектра, которые вспыхивают в течение нескольких миллисекунд, прежде чем исчезнуть без следа. Впервые обнаруженные только в 2007 году, эти события по-прежнему остаются загадкой для астрономов.
Интересно, что эти короткие и таинственные маяки были замечены в различных и отдаленных частях Вселенной, а также в нашей собственной галактике. Их происхождение неизвестно, а внешний вид непредсказуем. Учитывая огромное количество вопросов,которые вызывают FRBS у исследователей, данные, полученные с помощью стационарного радиотелескопа в Британской Колумбии позволили астрономам увеличить число обнаруженных радиовсплесков в четыре раза.
Массив радиотелескопов CHIME обнаружил 535 быстрых радиовсплесков в первый год своей работы.
Телескоп CHIME, специально разработанный для канадского эксперимента по картированию интенсивности водорода, обнаружил 535 новых быстрых радиовсплесков в течение первого года своей работы, между 2018 и 2019 годами. Основываясь на имеющихся наблюдениях, исследователи полагают, что одиночные быстрые радиовсплески могут иметь источники, отличные от повторяющихся:
«Имея все эти источники, мы действительно можем начать получать представление о том, как выглядят FRBS в целом, какая астрофизика может быть движущей силой этих событий и как они могут быть использованы для изучения Вселенной в будущем», – сказала Кейтлин Шин, член CHIME и аспирант кафедры физики Массачусетского технологического института в интервью CNN.
Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш канал в Telegram чтобы не пропустить ничего интересного!
Как работает радиотелескоп CHIME?
Телескоп CHIME функционирует немного иначе, чем другие, используемые для радиоастрономии инструменты. Массив из четырех гигантских радиоантенн, сравнимых по размеру и форме с полутрубками, используемыми для сноуборда, совершенно неподвижен. Когда Земля вращается вокруг своей оси, этот массив принимает радиосигналы с половины неба.
Как правило, радиопередатчики перемещаются, чтобы захватить свет из разных областей неба. Вместо этого CHIME использует полностью цифровую конструкцию и имеет коррелятор – цифровой сигнальный процессор для захвата входящих радиосигналов. Он может обрабатывать огромные объемы данных – около 7 терабит в секунду, что эквивалентно небольшому проценту глобального интернет-трафика. Интересно и то, что повторяющиеся вспышки радиовсплесков выглядят по-разному – каждая вспышка длится немного дольше, чем одиночные вспышки.
Таинственные быстрые радиовсплески прослеживаются до спиральных рукавов галактики.
Цифровая обработка сигналов – это то, что позволяет CHIME «смотреть» в тысячах направлений одновременно. Основываясь на собранной информации, исследователи подсчитали, что эти яркие быстрые радиовсплески, вероятно, происходят около 800 раз в день по всему небу.
Составители каталога также считают, что в будущуем смогут использовать вспышки, чтобы лучше понять Вселенную и даже составить карту распределения по ней газа. Дело в том, что когда радиоволны путешествуют в пространстве, вполне вероятно, что они сталкиваются с газом или плазмой. Это может исказить волны, изменить их свойства и даже траекторию. Определение этой информации о радиовсплеске может помочь ученым оценить пройденное ими расстояние и количество газа, с которыми они столкнулись.
«Быстрые радиовсплески несут в себе запись структуры Вселенной, через которую им прошлось пройти, чтобы добраться от источника к нам», — пишут исследователи. «Из-за этого мы думаем, что они станут основным инструментом для изучения Вселенной.
Радиоастрономия – ключ к пониманию Вселенной.
При достаточно быстрых радиовсплесках, возможно, удастся составить карту крупномасштабной структуры Вселенной. «Эти большие структуры составляют нити космической паутины», — сказал Алекс Джозефи, докторант по физике в Университете Макгилла в Канаде.
«С помощью каталога FRB мы обнаружили эту корреляцию между FRB и крупномасштабной структурой. Это действительно, действительно захватывающе и открывает новую эру космологии.» О том, что представляют собой крупномасштабные структуры и могут ли они управлять Вселенной я рассказывала в этой статье.
Источник
Ученые поймали очередной сигнал из космоса, но теперь он регулярно повторяется
В 2007 году научное сообщество содрогнулось от громкой новости — ученые уловили из космоса мощные сигналы неизвестного происхождения. По словам исследователей, некоторые из этих сигналов испускают больше энергии, чем 500 миллионов Солнц. При этом они длятся несколько миллисекунд и, в большинстве случаев, не повторяются. Из-за нерегулярности возникновения сигналов и быстрому исчезновению, ученые до сих пор не могут выявить их источник. Предполагается, что эти сигналы испускаются космическими объектами вроде далеких звезд и черных дыр, но романтики искренне надеются на то, что это зашифрованные сообщения от инопланетян. Возможно, в скором будущем мы узнаем ответ на один из главных загадок космоса, потому что недавно ученые обнаружили очередной загадочный сигнал, который повторяется.
FRB — на данный момент одно из самых загадочных космических явлений
Тайны космоса
У этих загадочных уже есть научное название. В русскоязычной литературе они именуются как «быстрые радиовсплески», а в англоязычной — как Fast Radio Bursts или, сокращенно, FRB. Первый загадочный сигнал был получен в 2007 году группой ученых под руководством профессора Дункана Лоримера (Duncan Lorimer). Сигнал был очень коротким и больше не повторялся, поэтому на обнаружение точки, откуда он прилетел, у ученых ушло целых 5 лет. Считается, что сигнал был отправлен из карликовой галактики Малое Магелланово Облако. Энергетический всплеск получил название FRB 010724, но иногда его называют в честь профессора Лоримера — Lorimer burst.
Малое Магелланово Облако
Ученые научились определять местонахождение источников сигналов, но объяснить, какой именно объект их отправляет, они не могут до сих пор. С момента обнаружения первого загадочного сигнала ученые регистрировали и другие похожие всплески энергии, но один их заинтересовал больше остальных. В 2012 году расположенный в Пуэрто-Рико радиотелескоп Аресибо уловил очередной короткий сигнал, которому было дано название FRB 121102. О нем на какое-то время забыли, но в 2016 году его заметили снова — это уже интересно, не так ли?
Радиосигнал FRB 121102
Исследователи считали, что в возникновении сигналов из обнаруженного в 2012 году источника FRB 121102 нет никакой закономерности. Считалось, что они возникают совершенно случайным образом. Первый сигнал обнаружили в 2012 году, в 2016 году он повторился — так как закономерности никто не дал, очередной всплеск могу случиться в совершенно любое время, скажем, в 2025 году.
Сигналы из космоса
Но, как оказалось, закономерность в возникновении сигналов все-таки есть. Недавно сотрудники находящейся в Великобритании обсерватории Джодрелл-Банк обнаружили еще один сигнал из вышеупомянутого источника FRB 121102. Они провели исследование и выяснили, что на протяжении некоторого времени сигналы возникают часто, а потом наступает период длительного затишья. После «отпуска» сигналы повторяются снова и этот цикл возникает регулярно.
По расчетам исследователей, период активности FRB 121102 длится 90 дней — в этот промежуток времени FRB-сигналы возникают многократно. Период затишья, в свою очередь, длится 67 дней. Один цикл занимает 157 дней и повторяется снова и снова. Если расчеты исследователей верны, то на данный момент источник FRB 121102 время от времени посылает сигналы — цикл активности должен был начаться 2 июня.
Еще одно изображение FRB 121102
В 2020 году ученые сделали большой шаг в изучении таинственных сигналов. В феврале моя коллега Дарья Елецкая рассказала об еще одном сигнале, получившем название FRB 180916. Он тоже заинтересовал ученых тем, что повторяется. Судя по результатам наблюдений, в течение четырех дней он вспыхивает 1-2 раза в час. Затем он затихает на 12 дней. После почти двух недель затишья сигналы повторяются, затем следует тишина и этот цикл повторяется снова и снова.
FRB-сигналы улавливаются радиотелескопами из самых разных уголков мира
Теперь ученым известно сразу два источника, которые посылают сигналы с уже определенной периодичностью. Чем больше таких источников будет обнаруживаться, тем легче ученым будет выяснить, какой именно объект их отправляет. Скорее всего, верно «научное» объяснение сильным всплескам энергии — они могут исходить от звезд, черных дыр и других далеких объектов необъятного космоса.
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там вы найдете анонсы свежих новостей нашего сайта!
А вот теория о том, что их посылают инопланетяне, сомнительна. Если бы сигналы исходили из строго определенной точки на небе — вопросов бы не было. А тут, сигналы исходят из совершенно разных источников. Впрочем, может быть, нас окружают сразу несколько десятков разумных инопланетных цивилизаций, и все они хотят с нами связаться? Знаете, на фоне всех происходящих в 2020 году событий, даже инопланетное вторжение мало кого удивит.
Источник
Пойман сигнал из глубокого космоса, повторяющийся каждые 16 дней
Международная команда астрономов впервые обнаружила так называемый быстрый радиовсплеск (FRB), который повторяется на основе регулярного цикла. Подсчитано, что этот мощный сигнал поступает на Землю из глубокого космоса каждые 16 дней.
Исследование доступно на сайте препринтов arXiv, а коротко с ним можно ознакомиться на Science Alert. Речь идет об одном из тех загадочных сигналов, которые астрономы фиксируют уже несколько лет. Они получили общее название Fast radio burst (FRB).
Это чрезвычайно мощные вспышки излучения в радиочастотном спектре, которые длятся не более нескольких миллисекунд. Несмотря на столь краткое время жизни, они способны испустить столько же энергии, сколько и сотни миллионов Солнц.
До последнего времени считалось, что эти сигналы, как правило, уникальны и, «вспыхнув» один раз, никогда не повторяются. Из более 150 известных FRB только 10 были повторными. Поэтому ученым лишь несколько раз удалось проследить их вплоть до потенциального источника — галактик, расположенных в глубоком космосе.
Одним из них является аномальный сигнал под названием FRB 180916.J0158+65, который описывается в новом исследовании. Он странным образом следует определенному циклу. Как установили астрономы, в течение четырех дней подряд неизвестный источник каждый час испускает один или два таких всплеска, а затем утихает на 12 дней.
Каждая повторная вспышка оказывается слабее предыдущей. Через 12 дней все повторяется снова. В среднем цикл составляет 16,35 суток. Подсчитать интервалы помогли наблюдения, которые проводились при помощи обсерватории, расположенной в Канаде, на протяжении 409 дней.
Объяснить феномен ученые попытались при помощи компьютерного моделирования. В своей статье они отмечают, что другими космическими объектами, демонстрирующими периодичность, как правило, являются бинарные системы — звезды и черные дыры.
По их мнению, 16,35-дневный период может являться орбитальным периодом некоего объекта. При этом лишь частью своей орбиты он обращен к Земле. Ученые подсчитали, что данный объект расположен на окраине спиральной галактики на расстоянии 500 миллионов световых лет от нас, в звездообразующей области.
Это означает, что данный объект не может быть сверхмассивной черной дырой. Однако ученые не исключают, что им может оказаться черная дыра с массой звезды.
Стабильно повторяющийся цикл может быть объяснен, например, гравитационным влиянием какого-то соседнего объекта. По другой версии, сигналы FRB могут периодически блокироваться под влиянием приливных сил черной дыры.
Есть также мнение, что источником аномального FRB может оказаться одиночный объект, такой как рентгеновский пульсар. Но это объяснение почти не согласуется с полученными данными.
Подобные объекты являются источниками переменного рентгеновского излучения, приходящего на Землю в виде периодически повторяющихся импульсов. Однако ни один из известных науке пульсаров не «работает» по такому длительному циклу, как в случае с описанным сигналом.
Источник