Разкриха тайната на загадъчните радиосигнали от „извънземни“

Учените обичат всякакъв род загадки. Астрономите обожават да ги търсят. А журналистите обожават, когато именно астрономите не могат да обяснят някои феномен, тъй като обектите на техните изследвания се намират на други планети, звезди и в други галактики, съответно може да се припише необяснимото явление на действията на извънземни сили.

Така се случва и с изключително интересно явление, което занимава умовете на астрофизиците в последните осем години – така наречените бързи радиоимпулси (Fast Radio Bursts — FRB), на които е посветена статия в последния брой на списание Nature.

Независимо че астрономите се занимават с радионаблюдения от средата на ХХ век, първият такъв сигнал е бил открит съвсем наскоро – през 2007 година. Това станало възможно, когато астрономите се научили да идентифицират отделни кратки импулси с дължина около една милисекунда, а това не било лесно, тъй като в радиодиапазона в Космоса постоянно нещо шуми.

Първият импулс, фиксиран през 2007 година, не приличал на никой от предишните сигнали, той идвал не от плоскостта на галактиката, а откъм Магелановия облак. Тогава учените от Държавния астрономически институт Щернберг на МГУ Сергей Попов и Константин Постнов публикували статия, в която предложили свое обяснение на загадъчния импулс.

Те предложили механизъм, сочещ как подобни импулси могат да се раждат на магнетари – намагнитени неутронни звезди, първата от която била открита от съветския астрофизик Евгений Мазец и съавтори.

„Ситуацията приличаше на гама-експлозиите, открити през 60-те години – нещо пращи на небето, а ние не виждаме къде се е случило“, разказва Сергей Попов пред Газета.Ru.

След първия импулс настъпила тишина и вторият бил уловен чак през 2012 година в плоскостта на галактиката, а през 2013 година били представени свидетелства за още четири импулса.

В тези години астрономите започнали да отбелязват особени импулси „перитони“, при които било ясно, че имат околоземен произход, и чак през 2015 година било доказано, че тяхна причина са микровълни, работещи до австралийския телескоп Паркс.

Тогава станало ясно, че истинските FRB се раждат в Далечния космос. През 2014 година две австралийски изследователки, търсещи тайната на перитоните, фиксирали първия FRB по време на реални наблюдения – преди това уловените импулси били открити не по време на наблюдения, а в архивни данни.

Това за първи път позволило да се насочат към необходимата област на небето и други телескопи – оптични и рентгенови, но астрономите не видели нищо.

„Спомням си, че шегите за гама-експлозиите се свеждаха до това, че броят на обясняващите ги хипотези превишаваше броя на самите импулси. Днес с радиоимпулсите ситуацията е същата“, спомня си Попов и изброява около 20 различни модела, описващи възникването на сигналите.

Сред тях има космически струни, сливане на неутронни звезди или бели джуджета, колапс на неутронна звезда в черна дупка, падане на астероиди върху неутронна звезда и други.

В края на ноември 2015 година екип австралийски учени публикуваха статия за нови архивни импулси, сред които за първи път е фиксиран двоен FRB.

„Двойният сигнал явно закрива някои модели, които предсказват единичен импулс“, смята ученият. Липсата на отклик на радиоимпулси в други диапазони на вълните също напълно съответства на модела, предложен от руските учени още през 2007 година. „Това е същото, което предсказвахме ние, не всички модели предсказват, че в другите диапазони ще бъде пусто“, пояснява Попов, който е постоянен автор на Газета.Ru и се готви да разкаже подробно историята на откриването на FRB на публична лекция.

В статията, публикувана в последния брой на Nature, учените под ръководството на Киоши Масуи (Kiyoshi Masui) от университета на Британска Колумбия (Канада) са стигнали до извода, че какъвто и да е източникът на загадъчните импулси, около него трябва да има много вещество, през което преминават тези сигнали.

За това сочи така нареченото Фарадеево въртене на получения сигнал от импулса FRB 110523 – отдавна познат на физиците ефект, говорещ, че вълните са преминали през намагнитена среда.

„Това съществено стеснява ограниченията върху условията около източника и типа събития, които водят до импулса, и означава, че източникът на импулса по-скоро лежи вътре в област на звездообразуване или остатък от свръхнова“, казва Масуи.

Според учения магнетарната хипотеза, за първи път предложена от руските учени (на които обаче не се позовават в новото изследване), е по-вероятна от тези, които са свързани със сливането на неутронни звезди, и т.н., тъй като такива сливания протичат в области с по-малка плътност на вещество в галактиките.

„Източникът лежи в някой остатък от свръхнова или се намира в област на звездообразуване, където има много газ. И едното, и другото много добре се вписва във версията за магнетарите. Защото магнетарите имат възраст няколко десетки хиляди години и ние ги виждаме в области, където активно протича звездообразуване“, съгласен се Попов.

Детайлен механизъм на импулсите на магнетара е измислил израелският астроном Юрий Любарски. Според него такъв магнетар трябва да е заобиколен от мъглявина. Тогава магнитният импулс от експлозия на магнетара попада върху мъглявината и там с помощта на лазерен механизъм се продуцира радиоизлъчване.

Оценките показват, че подобни експлозии на магнетара могат да се случват веднъж на няколкостотин години, което напълно се съгласува с наблюдаваната статистика.

„Статистическите данни за количеството на тези импулси, които дават наблюдателите, показват толкова, колкото дават предсказанията. И дори ако дават такъв импулс веднъж в живота, това също съответства на статистиката. Фактически ние виждаме синхротронен мазер – това е нещо уникално, което не може да стане във вакуум, а само в плазма“, пояснява професорът от Физическия факултет на МГУ Константин Постнов.