# Шрихарш Тендулкар: «Магнетары — главные кандидаты на роль источников быстрых радиовсплесков» Источник: https://www.youtube.com/watch?v=oc8FsImLUEU Канал: Event Horizon Опубликовано: 07.05.2020 --- Астрофизика полна сюрпризов: иногда ученые обнаруживают совершенно новые явления, о существовании которых раньше никто не подозревал. Одним из таких феноменов стали быстрые радиовсплески (FRB) — сверхмощные импульсы, приходящие из глубокого космоса. В новом интервью для проекта Event Horizon астрофизик Шрихарш Тендулкар рассказывает, как недавнее обнаружение подобного сигнала внутри нашей Галактики помогло ученым вплотную приблизиться к разгадке этой многолетней тайны. ## 🌌 Прорыв в Млечном Пути: «Недостающее звено» радиовсплесков [[JUMP:01:59]] Долгое время быстрые радиовсплески (FRB) наблюдались исключительно в далеких галактиках, что затрудняло изучение их источников. Однако недавнее обнаружение сигнала внутри Млечного Пути изменило правила игры. Шрихарш Тендулкар поясняет, что этот всплеск нельзя назвать классическим FRB в полном смысле этого слова, так как его внутренняя светимость занимает промежуточное положение [02:13]. Особенности обнаруженного сигнала: * **Яркость:** Он примерно в миллион раз ярче любого радиовсплеска, зафиксированного в нашей Галактике ранее [03:04]. * **Сравнение с FRB:** Несмотря на свою мощность, он все еще в тысячу раз слабее самых тусклых внегалактических FRB [03:16]. * **Иерархия мощности:** Внегалактические FRB почти в триллион раз ярче обычных пульсаров нашего Млечного Пути [02:51]. По мнению Шрихарша Тендулкара, этот сигнал является своего рода мостом между обычными пульсарами и экстремальными FRB. Тот факт, что источник был надежно идентифицирован внутри нашей Галактики, позволил ученым сопоставить радиовсплеск с конкретным объектом — известным магнетаром [03:44]. ## 🧲 Механизм всплеска: магнитное «пересоединение» [[JUMP:03:58]] Ученые давно предполагали, что источниками FRB могут быть магнетары — нейтронные звезды с невероятно сильными магнитными полями. Ранее магнетары были известны в основном своими экстремальными рентгеновскими и гамма-всплесками [04:12]. По словам Тендулкара, один из таких гамма-всплесков, произошедший на расстоянии 10 килопарсек, был настолько сильным, что ионизировал земную атмосферу. Шрихарш Тендулкар описывает механизм возникновения радиоимпульса следующим образом: 1. **Аналогия с Солнцем:** Механизм похож на солнечные вспышки, где происходит перестройка магнитных полей [04:27]. 2. **Магнитное пересоединение:** Силовые линии магнитного поля скручиваются и в какой-то момент резко меняют конфигурацию. 3. **Выброс энергии:** В момент пересоединения высвобождается колоссальная энергия, выбрасывающая поток электронов, которые генерируют радио- и рентгеновское излучение [04:40]. 4. **Эффект «щелчка»:** Ученый приводит аналогию с двумя подковообразными магнитами: если подносить их друг к другу одинаковыми полюсами, они будут сопротивляться, пока сила не заставит один из них резко перевернуться и притянуться с громким щелчком [08:37]. Для создания такого мощного и при этом предельно короткого (миллисекундного) импульса требуется огромная концентрация энергии в малом объеме, что возможно только в экстремальных условиях магнитного поля магнетара [09:20]. ## 🌋 Звездотрясения и природа магнетаров [[JUMP:09:34]] Важную роль в жизни нейтронных звезд могут играть так называемые «звездотрясения» (starquakes). Шрихарш Тендулкар отмечает, что кора нейтронной звезды жестко связана с линиями магнитного поля [09:46]. Движение коры может вызывать пересоединение магнитных линий, и наоборот — изменения в магнитном поле могут оказывать давление на кору, вызывая её деформацию [10:00]. Вопрос происхождения сверхсильных магнитных полей остается открытым. Гость выделяет две основные теории: * **Сжатие поля:** При коллапсе массивной звезды её исходное магнитное поле сжимается до крошечных размеров, что колоссально увеличивает его напряженность [10:25]. * **Эффект динамо:** В процессе взрыва сверхновой турбулентность может усиливать магнитные поля до экстремальных значений [10:52]. На данный момент науке неизвестно, почему при одинаковых взрывах сверхновых в одних случаях рождаются обычные нейтронные звезды, а в других — магнетары [11:17]. В нашей Галактике из 2000 известных пульсаров только около 30 классифицируются как магнетары [05:21]. Обнаруженный источник SGR 1935+2154 считается «середнячком» среди них — он не слишком энергичен, но и не слаб [05:47]. ## 🎶 «Грустный тромбон» и повторяющиеся всплески [[JUMP:06:13]] Существует два типа FRB: одиночные и повторяющиеся. Наличие повторяющихся сигналов исключает катастрофические сценарии (например, окончательное схлопывание черной дыры) и подтверждает модель нейтронной звезды, способной генерировать импульсы многократно [06:27]. Шрихарш Тендулкар указывает на характерные отличия повторяющихся FRB: * **Длительность:** Импульсы от «репитеров» обычно шире во времени по сравнению с одиночными всплесками [07:19]. * **Эффект «грустного тромбона» (sad trombone effect):** Это уникальное явление, когда всплеск состоит из нескольких компонентов, частота которых последовательно снижается, напоминая падающую ноту тромбона [07:31]. Этот эффект наблюдается почти исключительно у повторяющихся источников, что может указывать на специфические физические процессы в магнитосфере магнетара [07:44]. ## 🔭 Как CHIME слушает небо [[JUMP:12:37]] Основным инструментом обнаружения этих сигналов является радиотелескоп CHIME. В отличие от традиционных тарелок, он неподвижно «смотрит» вверх и сканирует небо по мере вращения Земли [13:19]. Технические характеристики CHIME: * **Антенны:** Используется 1024 антенны для формирования множества лучей, покрывающих огромную полосу неба [12:51]. * **Данные:** Телескоп генерирует около 130 гигабайт данных в секунду [13:32]. * **Вычислительная мощность:** Для обработки этого потока в реальном времени используются три морских контейнера, набитых графическими (GPU) и центральными (CPU) процессорами [13:46]. * **Частотный диапазон:** CHIME работает в диапазоне от 400 до 800 МГц [20:11]. Одной из главных проблем при поиске ярких всплесков является радиочастотное вмешательство (RFI) от сотовых вышек, ТВ-станций и спутников [21:28]. Шрихарш Тендулкар признает, что алгоритмы часто принимают очень яркие сигналы за помехи и удаляют их. «Всегда есть риск выплеснуть ребенка вместе с водой», — шутит ученый, описывая сложность настройки софта для фильтрации шума [22:22]. ## 🚀 Будущее исследований: аутригеры и локализация [[JUMP:19:31]] Сейчас команда CHIME строит дополнительные телескопы-аутригеры (Outrigger telescopes). Они будут расположены на значительном расстоянии от основного массива, что позволит методом триангуляции с предельной точностью определять местоположение источников FRB в далеких галактиках [19:45]. Хотя магнетары вновь стали фаворитами в списке кандидатов на роль источников FRB, ученые сохраняют осторожность. Исследования продолжаются, и каждый новый зафиксированный импульс — будь то в Млечном Пути или за его пределами — добавляет важный фрагмент в общую картину устройства нашей Вселенной [16:35]. Тендулкар предупреждает: приближаться к магнетарe смертельно опасно. Если бы такой объект оказался на расстоянии Луны, он мгновенно стер бы данные со всех кредитных карт на Земле [18:23]. А вблизи него магнитное поле настолько сильно, что искажает сами атомы: электроны начинают двигаться не по сферическим орбитам, а вдоль силовых линий, превращая атомы в иглы, которые в 200 раз длиннее своей ширины [19:05].