Чи можливий зв'язок між магнетарами і FRB?
Згідно з новим аналізом магнетара XTE J1810-197, мілісекундні спалахи низькочастотних радіохвиль, випромінюваних мертвою зіркою, показують незвичайну схожість з сигналами FRB (швидкі радіовспліски). Це далеко не переконливий доказ того, що ці два явища пов'язані, але це один з найбільш привабливих натяків.
Твердження є лише одним з декількох висновків у новій статті, прийнятій в Astrophysical Journal і доступній зараз на ресурсі arXiv. Дослідницька група, що займається цією роботою, проаналізувала низькочастотний радіосигнал магнетара, використовуючи другий з двох спалахів, які ми коли-небудь отримували з цього джерела.
Магнетари є особливо дивним типом нейтронної зірки. Їх магнітні поля неймовірно сильні - приблизно в чотири мільярди разів сильніше, ніж власне магнітне поле Землі. Ми не знаємо, які процеси виробляють ці магнітні поля, але вони досить сильні, щоб зробити простір навколо них дуже дивним. Діаметри магнетарів складають 20-25 км, проте маси більшості перевищують масу Сонця. Щільність магнетара настільки велика, що його матерія розміром з горошину важила б понад 100 мільйонів тонн.
Вчені не знайшли багато магнетарів, оскільки вважають, що цей життєвий етап для зірки триває дуже короткий час у космічному плані: всього 10 000 років. З тих, що були виявлені, XTE J1810-197 є одним з найдивніших з них.
Розташований на відстані 10 000 світлових років у сузір'ї Стрільця, він був першим з чотирьох виявлених магнетарів, що випромінюють радіохвилі, але це відбувається тільки з перервами. Коли його виявили 2003 року, його було видно на радіочастотах. Потім, у 2008 році, магнетар загадковим чином замовк.
Але в грудні минулого року він знову з'явився в радіодієстоні, фахівці з Національного центру радіоастрофізики в Індії задіяли радіотелескоп Giant Metrewave (GMRT) для його вивчення.
Їх результати, отримані в основному за чотири серії спостережень в низькочастотному діапазоні від 550 до 750 МГц, показали швидке зменшення щільності радіопотоку після початкового сплеску. Це відповідало спостереженням першого спалаху. «Подібно до попереднього спалаху, щільність потоку 650 МГц зменшилася приблизно в 5 або більше разів за перші 20-30 днів», - пишуть дослідники у своїй статті.
Що особливо їх заінтригувало, так це можливий зв'язок з швидкими радіовспишками, таємничими сплесками радіоданих, які тривають всього кілька мілісекунд, але з такою енергією, ніби їх випромінює 500 мільйонів Сонц. Більшість FRB не були виявлені повторюваними, але між ними була разюча схожість.
Астрофізики спостерігали сплески, що випромінюють магнітні хвилі в мілісекундах, зі спектральними структурами, які, як і FRB, не можуть бути пояснені ефектами, викликаними їх проходженням через міжзоряне середовище, газ і пил між зірками.
«Ці структури можуть вказувати на феноменологічний зв'язок з повторюваними швидкими радіовсплісками, які також показують цікаві, більш докладні частотні структури», - пишуть дослідники.
Але це тільки «можливо» на даний момент. Є також кілька явищ, які необхідно вивчити.
По-перше, повторювані FRB часто демонструють явище, відоме як дрейф частоти, коли послідовні сплески дрейфують вниз по частоті.
Через їх дозвіл і розсіювання в частотному діапазоні, який вони спостерігали, дослідники не змогли визначити будь-якого зрушення частоти в своїх даних. Це не означає, що його там не було, але для його пошуку потрібно інший набір даних.
По-друге, є питання сили сигналу. Сигнал магнетара був на порядок потужнішим, ніж пік повторюваного сигналу FRB 121102, але тут є одна заковика - FRB виконав набагато довший шлях. Це означає, що джерело FRB має бути приблизно в 100 мільярдів разів яскравіше, ніж пік спалаху XTE J1810-197, зафіксований GMRT.
Дослідження було прийнято в Astrophysical Journal і доступно на arXiv.