Самый далекий быстрый радиовсплеск прошел сквозь турбулентную плазму

Астрономы обнаружили самый далекий на сегодня быстрый радиовсплеск, который мог возникнуть в системе сливающихся галактик и компактной группы галактик. Его свойства указывают на прохождение излучения через турбулентную намагниченную плазму, потенциально связанную с родительской галактикой. Статья опубликована в журнале Science.

Быстрые радиовсплески открыты в 2007 году и с тех пор остаются одной из загадок современной астрофизики. Они представляют собой очень яркие всплески радиоизлучения миллисекундной длительности. К настоящему моменту зарегистрировано уже несколько сотен подобных всплесков, как одиночных, так и повторяющихся, которые находятся в других галактиках. Предполагается, что источником по крайней мере части всплесков, могут быть процессы, происходящие внутри магнитосферы магнитаров.

Одной из основных характеристик радиовсплесков является мера дисперсии (величина сдвига времени прихода сигнала в зависимости от частоты волны), возникающая из-за прохождения плазмы, большая часть которой находится в межгалактической среде, а остальная — в родительской галактике и Млечном Пути. Дисперсию можно использовать для оценки плотности свободных электронов между источником всплеска и наблюдателем. В частности, наблюдается корреляция между мерой дисперсии и красным смещением родительских галактик источников всплесков (соотношение Маккара), которая замечена для всплесков с красными смещениями менее 0,5, однако известно исключение, показывающее, что недоучет влияния плазмы внутри родительской галактики может исказить оценку красного смещения источника всплеска.

Группа астрономов во главе со Стюартом Райдером (Stuart Ryder) из Университета Маккуори в Австралии сообщила о регистрации быстрого радиовсплеска FRB 20220610A, который оказался самым далеким из известных и помог проверить соотношение Маккара. Его обнаружили при помощи наземного радиоинтерферометра ASKAP в июне 2022 года на частоте 1271,5 мегагерца, затем за его источником наблюдали телескопы VLT и обсерватории Кека.

Дисперсия FRB 20220610A составила 1458,15 парсек на кубический сантиметр, его источник связан с системой из трех видимых компонентов, с общей массой 1010 масс Солнца и скоростью звездообразования 0,42 массы Солнца в год. Красное смещение источника всплеска составляет 1,016. Предполагается, что это либо две взаимодействующие или сливающиеся галактики, либо компактная группа галактик. Энергия всплеска была оценена в 6,4×1041 эрг.

Ученые использовали свойства FRB20220610A для изучения поведения соотношения Маккара при z ~ 1. Они выявили очень высокую колонковую плотность ионизированного газа между источником всплеска и Землей, которая превышает предсказанное значение по соотношению Маккара и может быть связана с влиянием турбулентной намагниченной плазмы. Это могут быть плотные сгустки газа внутри родительской галактики, сильно ионизированной межгалактической средой или средой, связанной со слиянием галактик.

Источник: N+1

Фото: S. D. Ryder et al. / Science, 2023