Быстрые радиовсплески, которые астрономы называют FRB, были впервые обнаружены в 2007 году, а за годы, прошедшие с тех пор, как радиоастрономы обнаружили несколько десятков таких событий. Хотя они длятся всего миллисекунды на любой отдельной частоте, их большие расстояния от Земли — и большие количества промежуточной плазмы — задерживают их прибытие на более низких частотах, распространяя сигнал на секунду или более и давая характерный нисходящий свист. "через типичный диапазон радиоприемника.«Это открытие революционизирует нашу картину FRB, некоторые из которых, очевидно, проявляются как свисток, так и хлопок», — сказал соавтор Дерек Фокс, профессор астрономии и астрофизики штата Пенсильвания. Радиосвисток может быть обнаружен наземными радиотелескопами, а гамма-всплеск может быть обнаружен спутниками высокой энергии, такими как миссия НАСА Swift. «Оценки скорости и расстояния для FRB предполагают, что какими бы они ни были, они являются относительно обычным явлением, происходящим где-то во Вселенной более 2000 раз в день».
Попытки идентифицировать аналоги FRB начались вскоре после их открытия, но до сих пор ни к чему не привели. В статье, опубликованной 11 ноября в Astrophysical Journal Letters, команда Penn State, возглавляемая аспирантом-физиком Джеймсом ДеЛонеем, сообщает о ярком гамма-излучении от быстрого радиовсплеска FRB 131104, названного в честь даты, когда он произошел, 4 ноября 2013 года ». Я начал поиск аналогов FRB, даже не ожидая ничего найти », — сказал ДеЛоне. «Этот всплеск был первым, в котором даже были полезные данные для анализа. Когда я увидел, что он показывает возможный аналог гамма-излучения, я не мог поверить в свою удачу!»Обнаружение гамма-излучения от FRB 131104, первого нерадио-аналога любого FRB, стало возможным благодаря орбитальному спутнику NASA Swift, который наблюдал ту часть неба, где произошел взрыв FRB 131104. был обнаружен радиотелескопом обсерватории Паркса в Парксе, Австралия. «Свифт всегда следит за небом в поисках вспышек рентгеновских и гамма-лучей», — сказал Нил Герелс, главный исследователь миссии и руководитель лаборатории физики астрономических частиц в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА. «Какое удовольствие было поймать эту вспышку одной из таинственных быстрых радиовсплесков».
«Хотя теоретики ожидали, что FRB могут сопровождаться гамма-лучами, гамма-излучение, которое мы видим от FRB 131104, на удивление долговечное и яркое», — сказал Фокс. Продолжительность гамма-излучения, от двух до шести минут, во много раз превышает миллисекундную продолжительность радиоизлучения.
А гамма-излучение FRB 131104 превосходит его радиоизлучение более чем в миллиард раз, что резко повышает оценки энергетических потребностей вспышки и предполагает серьезные последствия для окружающей среды вспышки и галактики-хозяина.Существуют две общие модели гамма-излучения FRB: одна предполагает события магнитных вспышек от магнетаров — сильно намагниченных нейтронных звезд, которые представляют собой плотные остатки коллапсирующих звезд, — а другая — катастрофическое слияние двух нейтронных звезд, которые сталкиваются с образованием черная дыра. По словам соавтора Кохты Мурасе, профессора и теоретика Пенсильванского университета: «Наблюдаемое нами выделение энергии является проблемой для модели магнетара, если только вспышка не находится относительно близко. Долгая временная шкала гамма-излучения, хотя и неожиданная для обеих моделей, может быть возможно в случае слияния, если мы будем наблюдать слияние со стороны, в неосевом сценарии ».«Фактически, энергия и временной масштаб гамма-излучения лучше соответствуют некоторым типам сверхновых или некоторым из событий аккреции сверхмассивных черных дыр, которые наблюдал Свифт», — сказал Фокс. «Проблема в том, что никакие существующие модели не предсказывают, что мы увидим FRB в этих случаях».
Яркое гамма-излучение FRB 131104 предполагает, что вспышка и другие подобные вспышки могут сопровождаться долгоживущими рентгеновскими, оптическими или радиоизлучениями. Такие двойники надежно наблюдаются после сравнительно энергичных космических взрывов, включая как катаклизмы звездного масштаба — сверхновые, вспышки магнитаров и гамма-всплески, так и эпизодическую или непрерывную аккреционную активность сверхмассивных черных дыр, которые обычно скрываются в центры галактик.Фактически, рентгеновские и оптические наблюдения Swift были проведены через два дня после FRB 131104 благодаря оперативному анализу радиоастрономами (которые не знали о гамма-аналоге) и быстрому ответу оперативной группы миссии Swift со штаб-квартирой. в Пенсильвании. Несмотря на этот относительно хорошо скоординированный отклик, долгоживущих рентгеновских, ультрафиолетовых или оптических аналогов не наблюдалось.
Авторы надеются участвовать в будущих кампаниях, направленных на выявление большего количества аналогов FRB и, таким образом, окончательное раскрытие источников, ответственных за эти вездесущие и загадочные события. «В идеале эти кампании должны начаться вскоре после прорыва и продолжаться в течение нескольких недель после этого, чтобы ничего не упустить. Может быть, в следующий раз нам повезет еще больше», — сказал ДеЛоне.