Ученые Калифорнийского технологического института сделали новое открытие, связанное с происхождением быстрых радиовсплесков (FRB) — мощных импульсов радиоволн, источники которых до сих пор остаются одной из главных тайн астрофизики. Согласно результатам исследования, опубликованным в журнале Nature, FRB чаще возникают в массивных галактиках, где активно образуются новые звезды.
Быстрые радиовсплески — это короткие, но чрезвычайно мощные космические импульсы радиочастотного света, возникающие на миллисекунды. На данный момент астрономам удалось зафиксировать сотни таких событий. Недавние исследования подтверждают, что основным источником этих вспышек являются магнитары — тип нейтронных звезд с сильнейшими магнитными полями, образующихся в результате взрыва массивных звезд.
Для исследования FRB ученые использовали Deep Synoptic Array-110 (DSA-110) — радиотелескоп в обсерватории Оуэнс-Вэлли, расположенной в Калифорнии. Этот массив предназначен для локализации источников FRB в конкретных галактиках. На сегодняшний день DSA-110 удалось обнаружить и точно локализовать 70 FRB, что более чем вдвое увеличивает число таких вспышек с известным местоположением. Методика высокоточной локализации FRB позволила астрономам провести глубокий анализ происхождения всплесков.
Результаты анализа показали, что FRB чаще происходят в массивных галактиках с активным звездообразованием, что стало неожиданностью для исследователей, так как ранее считалось, что FRB встречаются во всех типах галактик с формирующимися звездами. Массивные галактики отличаются высоким содержанием металлов, так как они накапливаются в ходе космической эволюции. Это наблюдение привело исследователей к мысли, что FRB преимущественно происходят в богатых металлами галактиках, что связано с условиями, необходимыми для формирования магнитаров.
Богатые металлами звезды обладают более массивными ядрами и часто образуются в парных системах. Слияние таких звезд увеличивает суммарное магнитное поле, что приводит к образованию сверхсильного магнетара после взрыва сверхновой. В случае массивных галактик с высоким содержанием металлов вероятность такого слияния выше, что и объясняет преимущественное образование магнитаров в подобных условиях.
Таким образом, результаты исследования указывают на то, что магнетары чаще всего формируются в богатых металлами средах, способствующих слиянию массивных звезд, что, в свою очередь, объясняет природу FRB. В будущем ученые планируют продолжить поиски и локализацию FRB с помощью DSA-110, а в перспективе — более мощного массива DSA-2000, который будет завершен к 2028 году.