О чем сигналит Млечный Путь

Три источника всплесков в созвездиях Кормы и Рака (Puppis, Cancer). Фото Physorg

В июле 2016 года закончились последние работы по созданию новейшего телескопа Аресибо, что на северо-западе Пуэрто-Рико, диаметр зеркала которого составляет 305 м. Но уже в марте 2017 года сотрудники Института радиоастрономии в Бонне опубликовали в журнале Nature статью о катаклизмах – быстрых радиовсплесках (Fast Radio Bursts), 10 из которых были обнаружены с помощью нового телескопа. Вспышки названы быстрыми за то, что они длятся не более нескольких миллисекунд. Тем не менее они настолько мощные, что преодолевают огромные расстояния и являются наиболее мощными в нашей галактике Млечный Путь.

Однако недостаток даже таких мощных телескопов, как Аресибо, – физические ограничения их чашеобразных антенн, испытывающих на себе атмосферные возмущения, которые мешают определить положение и дальность уникальных радиоисточников. Решение проблемы было найдено в Австралии, где в 40 км от ее столицы Канберры «простаивал» на берегах реки Молонгло радиотелескоп крестообразной формы. Одно из его плеч простиралось с севера на юг, а другое вытянулось почти на 800 м в направлении с востока на запад. Создатели телескопа не учли быстрого развития коммуникационных технологий, которые своим радиошумом стали мешать использованию аппарата.

Миллисекундные радиовсплески, посылающие волны разной длины. Иллюстрация Physorg

По этой причине специалисты Австралийского национального университета в Канберре отказались от одного из плеч сечением 778 х 12 м, оставив только то, что идет в восточно-западном направлении. Телескоп посылает в небо 64 веерообразных луча, охватывающих 23 градуса южной небесной сферы. Проведенная модернизация инструмента позволила выявить три новых источника быстрых радиовсплесков – два в созвездии Корма, а третий в зодиакальном созвездии Рака.

Ученые пытаются понять природу столь мощных радиовсплесков, одной из причин которых может быть испарение сверхмассивной черной дыры. Нельзя также исключать слияние нейтронных звезд и даже магнетаров, представляющих собой те же нейтронные звезды, но вращающиеся со скоростью сотен оборотов в секунду и генерирующие мощные магнитные поля. Можно напомнить, что первые пульсары, представляющие собой меньшие по массе нейтронные звезды, были открыты Джоселин Белл с помощью примитивного радиотелескопа, который представляет проволоку, натянутую на сотни деревянных столбиков.

Черные дыры, вблизи которых могут оказываться нейтронные звезды, начинают «воровать» звездный газ и тем самым замедлять скорость звездного вращения. Сотрудник Польской академии наук  Бринмор Хаскелл и его коллега из Лейденского университета в Голландии Алессандро Патруно определили, что одна из нейтронных звезд под действием этого гравитационного торможения уменьшает скорость вращения почти на 80 оборотов за миллиард. Интересно, что чередующиеся периоды нормального для нейтронной звезды вращения и периода с меньшей скоростью связаны с излучением радио- и рентгеновских волн. При этом звезда, излучающая в рентгеновском диапазоне, замедляется на треть быстрее, чем радиоизлучатель.

Ученые обращают внимание на то, что нейтронные звезды представляют собой чрезвычайно плотные объекты (нечто вроде нашего Солнца, сократившего свой радиус до 10 км!). Возникающая в процессе конденсации гравитационная асимметрия может приводить к генерации волн, или «ряби» пространства-времени. Этот эффект был впервые зарегистрирован гравитометром LIGO в конце 2015 года. Гравитационная волна дошла до нас от катастрофического слияния двух черных дыр разной массы. А вот обнаружение двух нейтронных звезд с необычными характеристиками вращения может стать первым источником постоянного гравитационного излучения.

Постоянные волны тяготения должны быть обычным явлением, и они не улавливаются до сих пор в силу недостаточного разрешения и чувствительности наземных гравитометров. Согласно теоретическим расчетам, нейтронные звезды должны вращаться быстрее того, что наблюдается сегодня, но никто не может объяснить природы их торможения. Вполне возможно, что содействовать решению очередной загадки глубин Вселенной и помогут новые радиотелескопы.