Астрономи зафіксували найяскравіший радіоспалах у Всесвіті

Міжнародна група астрономів, до якої увійшли дослідники з Університету Торонто, зафіксувала найяскравіший швидкий радіоспалах за всю історію спостережень. Об'єднавши дані від мережі радіотелескопів, науковці змогли точно визначити місце походження спалаху в сусідній галактиці. Швидкі радіоспалахи залишаються одним із найзагадковіших явищ в астрофізиці, але можливість точно простежити їхнє походження стала важливим кроком уперед у розумінні того, де і як виникають ці космічні спалахи.

Швидкі радіоспалахи являють собою надзвичайно енергетичні короткочасні імпульси радіохвиль, які надходять із віддалених регіонів Всесвіту. Їхні точні причини досі невідомі, хоча вважається, що вони пов'язані з екстремальними астрофізичними процесами. Починаючи з 2018 року, Канадський експеримент з картографування водню виявив тисячі швидких радіоспалахів, проте визначення їхнього точного положення на небі довгий час залишалося складним завданням.

Новий сигнал отримав позначення FRB 20250316A і неофіційну назву RBFLOAT, що розшифровується як найяскравіший радіоспалах усіх часів. Його локалізували з надзвичайною точністю за допомогою системи телескопів CHIME. Ці менші телескопи розташовані в Британській Колумбії, Північній Каліфорнії та Західній Вірджинії. Вони працюють разом, використовуючи метод інтерферометрії з надвеликою базою, що дозволяє астрономам визначати джерело швидкого радіоспалаху з виняткovou точністю.

Маттіас Лазда, докторант Університету Торонто та співавтор обох досліджень, зазначив, що команді надзвичайно пощастило точно визначити положення цієї рідкісної події на небі. За кілька годин після виявлення спалаху на одному з телескопів, який відіграв критичну роль у визначенні джерела сигналу, стався збій живлення. Якби подія трапилася пізніше того дня, вчені повністю втратили б свій шанс.

Попри величезну потужність, швидкі радіоспалахи тривають лише кілька мілісекунд або секунд, на короткий час затьмарюючи всі інші радіоджерела у своїй галактиці. RBFLOAT, який виявили 16 березня 2025 року, тривав лише одну п'яту секунди.

Кіоші Масуї, доцент кафедри фізики та член Інституту астрофізики та космічних досліджень Кавлі при Массачусетському технологічному інституті, а також випускник Університету Торонто, пояснив, що з космічної точки зору цей швидкий радіоспалах знаходиться просто по сусідству. Це дає можливість вивчити досить звичайний швидкий радіоспалах із надзвичайною детальністю.

Надзвичайна яскравість RBFLOAT частково пояснюється його близькістю. Сигнал походить із зовнішньої області галактики NGC 4141, розташованої приблизно за 130 мільйонів світлових років у сузір'ї Велика Ведмедиця. Дослідникам вдалося визначити джерело в компактній області шириною лише 45 світлових років, що менше за типове зоряне скупчення. Це безпрецедентний рівень точності. Щоб зрозуміти масштаб цієї роздільної здатності, це еквівалентно визначенню місця розташування медіатора для гітари з відстані 1000 кілометрів.

Аманда Кук, постдокторантка Бантінга в Університеті Макгілла та випускниця Університету Торонто, яка очолила дослідження RBFLOAT, розповіла, що відкриття було дуже захоплюючим, оскільки найяскравіша подія трапилася відразу після того, як усі три телескопи запрацювали в мережі. Незважаючи на те, що це була неділя після обіду, багато членів команди негайно зібралися в онлайн-кімнаті та почали працювати над дослідженням, сподіваючись якнайшвидше отримати додаткові спостереження джерела.

Рівень деталізації, забезпечений системою телескопів CHIME, дозволив команді провести подальші спостереження за допомогою космічного телескопа Джеймса Вебба та зафіксувати слабкий інфрачервоний сигнал, який збігався з місцем розташування RBFLOAT. Це здивувало дослідників, які тепер намагаються з'ясувати, чи є це місце чимось на кшталт червоного гіганта або згасаючого світлового відлуння від самого спалаху.

Пітер Бланшар, постдокторант Гарварда та провідний автор супутнього дослідження, присвяченого спостереженням телескопа Джеймса Вебба, зазначив, що висока роздільна здатність цього телескопа дозволяє вперше розрізнити окремі зорі навколо швидкого радіоспалаху. Це відкриває можливість визначити типи зоряного середовища, які можуть породжувати такі потужні спалахи, особливо коли рідкісні швидкі радіоспалахи фіксуються з таким рівнем деталізації.

Незважаючи на те, що RBFLOAT став найяскравішим спалахом, який коли-небудь бачили за допомогою CHIME, астрономи не виявили повторних спалахів із цього джерела, навіть коли переглянули сотні годин спостережень CHIME за його положенням протягом понад шести років.

Аманда Кук зауважила, що цей спалах, схоже, не повторюється, що відрізняє його від більшості добре вивчених швидких радіоспалахів. Це кидає виклик основній ідеї в цій галузі, що всі швидкі радіоспалахи повторюються, і відкриває можливість переосмислити більш вибухове походження принаймні для деяких із них.

Два дослідження, що описують це явище, опубліковані 25 серпня в журналі Astrophysical Journal Letters. Одне зосереджене на первинному радіовідкритті та локалізації спалаху, а інше на інфрачервоних зображеннях місця, звідки походив радіоспалах, отриманих телескопом Джеймса Вебба. Разом вони надають деталі та нові можливості для вивчення швидких радіоспалахів не просто як космічних курйозів, а як інструментів для дослідження Всесвіту.