Быстрый радиовсплеск мог возникнуть внутри магнитосферы магнитара
Астрономы опубликовали результаты анализа данных наблюдений за магнитаром SGR 1935+2154, который породил первый известный быстрый радиовсплеск FRB 200428, возникший в пределах Млечного Пути. Ученые пришли к выводу, что магнитары действительно могут быть источником подобных всплесков, при этом излучение, скорее всего генерируется внутри магнитосферы нейтронной звезды. Статьи (1, 2, 3, 4, 5) опубликованы в журнале Nature.
Впервые быстрый радиовсплеск был зарегистрирован в 2007 году. Они представляют собой короткие, но крайне мощные радиоимпульсы. В дальнейшем стало ясно, что их источники имеют внеземную природу, их связывали с нейтронными звездами, блицарами, распадом аксионных мини-кластеров и даже другими цивилизациями. В 2018 году выяснилось, что повторяющиеся радиовсплески от источника FRB 121102 могли возникнуть в намагниченной среде вблизи вращающегося пульсара или черной дыры. Затем последовал ряд случаев отождествления источников повторяющихся всплесков, которые, в частности, находились в областях активного звездообразования в далеких галактиках или в массивных галактиках с умеренным темпом звездообразования.
До недавнего времени самым близким к Земле источником быстрых радиовсплесков считался FRB 180916.J0158+65, расположенный в спиральной галактике с красным смещением z = 0,0337. Однако 28 апреля 2020 года стало известно о регистрации радиовсплеска FRB 200428, морфология которого напоминала быстрый радиовсплеск, от магнитара SGR 1935+2154, находящегося в нашей Галактике, на расстоянии 30 тысяч световых лет от Солнца в созвездии Лисички. Примечательно, что радиовсплеск совпал с рентгеновской вспышкой магнитара.
В серии новых работ астрономы представили результаты анализа данных, собранных как наземными, так и космическими обсерваториями, следившими за магнитаром в рентгеновском, радио- и гамма-диапазонах длин волн. Радиовсплеск FRB 200428 состоял из двух суб-всплесков, длившихся 0,58 и 0,33 миллисекунды и разделенных интервалом в 28,91 миллисекунды, при этом среднее значение потока излучения составило 1,5×106 Янских в миллисекунду. Энергия всплеска на частотах от 400 до 800 мегагерц составляет примерно 3×1034 эрг, что на три порядка выше, чем энергия миллисекундных радиовсплесков, которые ранее наблюдались от источника в Млечном Пути, однако меньше, чем энергия внегалактических быстрых радиовсплесков. Тем не менее, если бы подобный всплеск произошел в близкой к нам галактике, на расстоянии менее 12 мегапарсек, то он был бы неотличим от типичного быстрого радиовсплеска. Ученые отмечают, что подобные всплески не наблюдались у других известных магнитаров, а сам SGR 1935+2154 не обладает какими-то необычными характеристиками.
Модели, в которых магнитары выступают как источники быстрых радиовсплесков, предполагают два сценария. В первом радиоимпульс генерируется внутри магнитосферы активного магнитара, во втором сценарии генерация электромагнитного излучения происходит в туманности, окружающей нейтронную звезду. В случае FRB 200428 ученые склоняются к первому сценарию, на это, по их мнению, указывают характеристики рентгеновской вспышки, произошедшей одновременно с радиовсплеском, а также редкость подобных событий.
Как отметил астрофизик Сергей Попов в беседе с N+1, недавно опубликованный препринт работы, посвященной исследованию повторяющихся радиовсплесков от источника FRB 180301, также говорит в пользу версии о том, что они генерируются внутри магнитосферы нейтронной звезды, а открытие FRB 200428 по праву может считаться главным астрономическим событием года.
Подробнее о загадках и истории изучения быстрых радиовсплесков можно прочитать в нашем блоге.
Александр Войтюк
Это заметил телескоп VLT
Астрономы при помощи телескопа VLT определили, что за отражательные свойства наблюдавшегося в 2018 году на Нептуне нового темного вихря и сопутствовавшего ему яркого пятна отвечали частицы дымки из одного и того же слоя аэрозолей. Это означает, что свойства антициклонов на планетах-гигантах сильно зависят от положения средней плоскости вихря в атмосфере планеты. Статья опубликована в журнале Nature Astronomy. Вихри планетарного масштаба представляют собой обычное явление в атмосферах планет-гигантов Солнечной системы. Самый известный пример — гигантский антициклон Большое Красное Пятно на Юпитере, которое наблюдается более трехсот лет. В 1989 году зонд «Вояджер-2» обнаружил на Нептуне еще один крупный ураган, которым стал антициклон Большое Темное Пятно, его размер около десяти тысяч километров. Однако этот вихрь наблюдался всего лишь около семи месяцев, в дальнейшем в атмосфере ледяного гиганта обнаруживались и другие недолговечные темные вихри, как в его северном, так и в южном полушарии. Группа астрономов во главе с Патриком Ирвином (Patrick Irwin) из Оксфордского университета опубликовала результаты анализа данных наблюдений в октябре-ноябре 2019 года, проведенных при помощи спектрографа MUSE, установленного на наземном комплексе телескопов VLT. Наблюдения за атмосферой Нептуна велись в оптическом и ближнем инфракрасном диапазоне. Их целью был обнаруженный в 2018 году темный вихрь NDS-2018 в северном полушарии планеты. Пятно имело такой же размер, как и Большое Темное Пятно, и постепенно сместилось к экватору Нептуна, прежде чем, по-видимому, исчезло в конце 2022 года. Ученые определили, что темная окраска вихря вызвана хромофором, находящимся в слое аэрозолей при давлении более 5–7 бар, содержащим сероводород (H2S). Он, в свою очередь, может подвергаться фотолизу ультрафиолетовым излучением Солнца, поднимаясь, или же фотолиз сероводорода идет в ледяных оболочках частиц дымки, переносимых вниз из стратосферы. В результате частицы в слое становятся менее отражающими излучение с длинами волн короче 700 нанометров. Кроме того, исследователи обнаружили, недолговечное яркое пятно DBS-2019, располагавшееся на юго-западном краю вихря NDS-2018, которое связывается с тем же слоем аэрозолей при давлении в 5 бар. По мнению ученых, эта структура принципиально отличается от ранее наблюдавшихся ярких метановых облаков-спутников Большого Темного Пятна, которые располагались значительно выше в атмосфере Нептуна, при давлении 0,6–0,2 бар. Ранее мы рассказывали о том, как трехслойная модель дымки объяснила разницу в цвете Урана и Нептуна.