Астрономы уже шесть лет наблюдают за тем, как неизвестный объект, удаленный от нас на миллион миллиардов световых лет, взрывается снова и снова. Они до сих пор не знают, что выбрасывает бурные всплески энергии, но одна команда астрономов считает, что они выяснили, по крайней мере, когда внегалактическая пиротехника может взорваться. Если они правы, объект будет выбрасывать вспышки в течение всего лета, что может дать ряд новых подсказок к одной из величайших загадок современной астрономии.
"Каждый импульс говорит о чем-то новом", - говорит Каустубх Раджваде, астроном из Манчестерского университета в Великобритании, который помог обнаружить новую закономерность. "Если бы мы остановились на 10 импульсах, мы бы этого не увидели".
В конце 2000-х - начале 2010-х годов астрономы начали замечать вспышки радиоволн, усеивающие небо. Каждая вспышка означала потенциально катастрофический выброс энергии, сравнимый с тем, что Солнце производит в течение десятилетий, но сжатый до нескольких тысячных долей секунды. Что бы ни было причиной быстрых радиовсплесков (БРВ), как их стали называть, это должны быть одни из самых драматических взрывов во Вселенной. Теоретики дали волю своему воображению, рассматривая далекие сверхновые, столкновения нейтронных звезд и даже инопланетные космические корабли.
Затем последовали повторные вспышки. В 2015 году астрофизики зафиксировали еще десять FRB из точки в глубоком космосе, которая впервые вспыхнула в 2012 году. Этот объект, чем бы он ни был, очевидно, выжил, чтобы вспыхнуть снова. И еще раз. И еще раз. Радиотелескопы зарегистрировали десятки, а затем и сотни вспышек от этого активного излучателя. Он вспыхивал как бы наугад, иногда выдавая один за другим вспышки с разницей в десятые доли секунды, а иногда его вспышки происходили с интервалом в несколько дней или даже месяцев. Почти двадцать из примерно сотни известных источников FRB оказались "ретрансляторами", большинство из которых были обнаружены в прошлом году астрономами, работающими с канадским телескопом CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment).
Из этой группы коллаборация CHIME наблюдала только одну вспышку источника с различимой закономерностью - шестнадцатидневным циклом чередования активных и спокойных периодов. Теоретики, жаждущие конкретной информации, ухватились за эту цифру, предположив, что 16 дней могут соответствовать колебаниям намагниченной нейтронной звезды, когда она вращается, и всплески становятся видимыми, когда она направлена к Земле.
Теперь Раджваде и его коллеги обнаружили второй возможный паттерн, на этот раз в оригинальном повторителе 2012 года. Они подробно описали свои выводы в мае в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Команда посвятила столько времени, сколько смогла получить на телескопе Ловелла в Великобритании, чтобы посмотреть на оригинальный ретранслятор, что составило около 120 часов, разбросанных спорадически в течение четырех лет. В течение этих драгоценных часов ретранслятор выдал 32 коротких всплеска, которых хватило, чтобы модель поведения стала ясна, когда Раджваде проанализировал ее прошлой осенью. "Я просто наложил свои данные на график, - говорит он, - и сразу же визуально выявилась закономерность".
Собрав 250 дополнительных вспышек из опубликованных данных за шесть лет, Раджваде был уверен, что у него достаточно доказательств того, что ретранслятор действует регулярно. По его расчетам, источник вспыхивает в случайное время в течение 90 дней подряд, затем замолкает на 67 дней. Затем цикл повторяется - в общей сложности 157 дней. По прогнозам группы, 2 июня источник должен был включиться для трехмесячного всплеска.
Но пока это открытие остается неподтвержденным. Из-за технического обслуживания телескопа и жесткой конкуренции за время наблюдений, 120 часов наблюдений группы пришлись в основном на периоды, когда, как они теперь понимают, ретранслятор был "включен", что, возможно, исказило их результаты. Им потребуются регулярные последующие наблюдения, чтобы убедиться, что источник действительно придерживается предполагаемого графика.
"Здесь определенно происходит что-то интересное, все могут с этим согласиться", - говорит Келли Гурджи, радиоастроном из Амстердамского университета, который не принимал участия в этом исследовании. "Но нам придется обратиться к большим массивам данных для подтверждения и уточнения".
Другие исследователи FRB разделяют ее энтузиазм по поводу предстоящей работы. "Это действительно захватывающий материал, и хорошо, что мировое сообщество продвигается вперед в этом направлении", - говорит Эммануэль Фонсека, астроном из Университета Макгилла и член коллаборации CHIME. "Такого рода открытия действительно ограничивают возможности, и когда-нибудь мы сможем составить четкое представление о том, что это такое".
Длительный период в 157 дней (в отличие от 16-дневного цикла другого ретранслятора) дает новый ключ к разгадке того, что может излучать всплески, намекая на что-то более медленное, чем дикое вращение и колебания одинокой нейтронной звезды. "Это становится трудно объяснить внутренне", - говорит Гурджи.
Новая модель более убедительно подтверждает теорию, согласно которой разделенные объекты периодически подшучивают друг над другом на расстоянии. "Мое предположение - это орбитальная система", - говорит Раджваде. "На самом деле FRB исходит от компактного объекта, такого как нейтронная звезда, но он может вращаться вокруг чего угодно: массивной звезды, черной дыры - сейчас все на слуху". FRB также могут иметь различное происхождение.
Он хотел бы знать, скрываются ли дополнительные закономерности в хаотическом мерцании других известных повторителей, потому что астрономам нужно больше примеров, чтобы сделать твердые выводы. Потребовалось полдесятка лет тщательных наблюдений, чтобы выявить полугодовой период оригинального ретранслятора. Если другие источники FRB имеют более медленные циклы, их будет еще труднее выявить. Только собирая большие коллекции радиовсплесков, астрономы смогут понять, что на самом деле происходит в далеких-далеких галактиках.