Таємничі радіосплески виявили у стародавній галактиці

У лютому 2024 року вчені на Землі зафіксували потужний радіовибух з космосу. Намагаючись з’ясувати, звідки він прийшов, вони простежили короткий спалах енергії до його позаземного джерела – і виявили дещо несподіване.

Вчені під керівництвом Північно-Західного університету та Університету Макгілла простежили швидкий радіовибух (FRB) до країв стародавньої еліптичної галактики. Раніше вчені вважали, що ці швидкі радіовибухи, які генерують більше енергії за один спалах, ніж наше Сонце виробляє за цілий рік, спричиняються виключно молодими галактиками, які постійно народжують нові зірки. Однак нещодавні дослідження, детально описані у двох споріднених статтях, опублікованих 21 січня в журналі The Astrophysical Journal Letters, спонукають астрономів переглянути потенційну різноманітність джерел FRB-спалахів.

FRB 20240209A, що отримав назву FRB 20240209A, лютневий спалах 2024 року не був одномоментним. З лютого по липень 2024 року це джерело спалахувало 21 раз.

“Переважає теорія, що FRB походять від магнітарів, які утворюються внаслідок колапсу ядра наднових”, – сказав Тарране Ефтехарі з Північно-Західного університету, який брав участь в обох дослідженнях, в університетській заяві. Магнетари – це нейтронні зорі з дуже потужними магнітними полями, а нейтронні зорі – це надзвичайно малі і щільні небесні об’єкти, які, як вважається, утворюються після вибухової смерті деяких великих зірок, тобто наднових.

“Це, здається, не той випадок, – продовжує Ефтехарі. “Хоча молоді масивні зорі закінчують своє життя як наднові з колапсом ядра, ми не бачимо жодних ознак молодих зір у цій галактиці. Завдяки цьому новому відкриттю вимальовується картина, яка показує, що не всі FRB походять від молодих зір. Можливо, існує субпопуляція FRB, яка пов’язана зі старими системами”.

Вік старої галактики, про яку йдеться, становить 11,3 мільярда років, і вона знаходиться на відстані 2 мільярдів світлових років від нас. Використовуючи комп’ютерне моделювання, Ефтехарі та її колеги виявили, що галактика надзвичайно яскрава і в 100 мільярдів разів масивніша за наше Сонце.

“Схоже, це наймасивніша галактика-господар FRB на сьогоднішній день”, – сказала Ефтехарі. “Це одна з наймасивніших галактик у космосі”. Мало того, що незвичайна FRB походить зі старої галактики, вона ще й знаходиться на краю цієї галактики, а саме, на відстані 130 000 світлових років від її центру.

“Серед популяції FRB цей FRB розташований [найдальше] від центру своєї галактики-господаря”, – сказав Вішвангі Шах з МакГілла, який брав участь в обох дослідженнях. “Це одночасно дивно і захоплююче, оскільки очікується, що FRB зароджуються всередині галактик, часто в зоряних регіонах. Розташування цього FRB так далеко за межами материнської галактики ставить питання про те, як такі енергійні події можуть відбуватися в регіонах, де не утворюються нові зорі”.

Але FRB 20240209A – не перший FRB, виявлений далеко від регіонів активного зореутворення – це вже другий. У 2022 році астрономи простежили M81 FRB, який знаходиться на відстані 12 мільйонів світлових років від Землі, до скупчення зірок на краю галактики Мессьє 81.

FRB 20240209A “може бути двійником події M81 [M81 FRB]. Вона знаходиться далеко від своєї рідної галактики (далеко від того місця, де народжуються зірки), а зоряне населення в її рідній галактиці надзвичайно старе. Вона пережила свій розквіт, а тепер йде на пенсію”, – говорить Вень-Фай Фонг з Північно-Західного університету, який брав участь в обох дослідженнях. “У той же час, цей тип старого середовища змушує нас переосмислити наші стандартні моделі попередників FRB і звернутися до більш екзотичних каналів формування, що є дуже цікавим”.

Одне з досліджень припускає, що, як і M81 FRB, новий FRB також міг виникнути зі скупчення зірок, яке називається кульовим скупченням.

“Походження цього повторюваного FRB з кульового скупчення є найбільш вірогідним сценарієм, який пояснює, чому цей FRB розташований за межами своєї галактики”, – пояснив Шах. “Ми не знаємо напевно, чи існує кульове скупчення в місці розташування FRB, і подали пропозицію використати космічний телескоп Джеймса Вебба для подальших спостережень за розташуванням FRB. Якщо так, то цей ЧДТ стане лише другим ЧДТ, про який відомо, що він перебуває в кульовому скупченні. Якщо ні, нам доведеться розглядати альтернативні екзотичні сценарії походження FRB”.