Астрофизики обнаружили вблизи центра нашей Галактики серию странных радиосигналов, которые не вписываются в известные модели космических объектов. В интервью для канала Event Horizon доктор Тара Мерфи из Сиднейского университета рассказала о работе телескопа ASKAP, природе «сиротских» послесвечений гамма-всплесков и поиске ответов на загадку нового типа транзиентов.
📡 Революция в радиоастрономии: телескоп ASKAP 1:36
Доктор Тара Мерфи является одним из руководителей проектов по изучению переходных (транзиентных) процессов на австралийском радиоинтерферометре ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder) . Этот инструмент, расположенный в Западной Австралии, представляет собой группу антенн, работающих в диапазоне от сотен мегагерц до гигагерц (преимущественно на частоте около 1 ГГц) .
Ключевые технические характеристики и особенности ASKAP:
- Поле зрения: Телескоп способен видеть 30 квадратных градусов неба за один раз. Для сравнения: полная Луна занимает всего 0,5 градуса. Это позволяет проводить обзоры неба с беспрецедентной скоростью .
- Разрешение: В отличие от предыдущих широкоугольных телескопов, ASKAP не жертвует детализацией ради охвата. Его разрешение сопоставимо с лучшими радиообзорами современности .
- Скорость работы: По словам Тары Мерфи, то, на что раньше уходило 10 лет работы, ASKAP выполняет за несколько дней . Это делает его идеальным «машиной для поиска транзиентов» — объектов, которые меняют свою яркость или исчезают.
ASKAP является предвестником глобального проекта SKA (Square Kilometre Array), строительство первой фазы которого уже началось в Австралии и Южной Африке . На телескопе также реализуется режим «попутных» (commensal) наблюдений, когда данные, собираемые астрофизиками, одновременно анализируются исследователями SETI на предмет поиска сигналов внеземных цивилизаций .
🌠 «Сиротские» послесвечения и тайны гамма-всплесков 8:41
Одной из главных целей исследований являются так называемые «сиротские послесвечения» (orphan afterglows). Это радиоизлучение от гамма-всплесков (GRB) — самых мощных взрывов во Вселенной со времен Большого взрыва .
Механизм возникновения классического GRB:
- Взрыв: Происходит коллапс массивной звезды или слияние нейтронных звезд .
- Джет: Генерируется узконаправленный луч гамма-излучения. Если он не направлен на Землю, мы не видим вспышку в гамма-диапазоне .
- Послесвечение: Материал взрыва врезается в межзвездную среду, создавая ударную волну. Электроны ускоряются до релятивистских скоростей в магнитных полях, испуская радиоволны .
Поскольку радиоизлучение послесвечения более изотропно (распространяется во все стороны), чем узкий гамма-луч, радиоинтерферометры позволяют находить «сиротские» всплески, гамма-часть которых прошла мимо Земли . Такие процессы развиваются медленно — в течение нескольких месяцев, что требует регулярного сканирования одного и того же участка неба .
🕵️ Загадочный сигнал из центра Галактики 14:46
Группа Тары Мерфи обнаружила необычный объект в нескольких градусах от центра Млечного Пути. Его идентификация превратилась в настоящую детективную историю.
Хронология открытия и ключевые факты:
- Апрель 2019 года: Первые наблюдения поля, объект отсутствует .
- Январь 2020 года: Объект внезапно появляется, демонстрируя высокую яркость на частоте 888 МГц .
- Поляризация: Сигнал является сильно кругополяризованным. Это крайне редкое свойство, характерное лишь для нескольких классов объектов, таких как пульсары или вспыхивающие звезды .
Гипотезы, которые были отброшены:
- Вспыхивающая звезда: Карликовые звезды спектрального класса M могут давать яркие радиовспышки. Однако в оптическом диапазоне на этом месте ничего не обнаружено. Если это звезда, то она должна быть невероятно холодной и тусклой .
- Обычный пульсар: Пульсары (нейтронные звезды) вращаются со скоростью от миллисекунд до секунд. Наблюдения на знаменитом телескопе Паркс (Parkes) не выявили характерных периодических импульсов .
Исследователи применили телескоп MeerKAT в ЮАР, который может работать в режиме визуализации и поиска пульсаров одновременно. В феврале 2021 года объект снова «включился», но даже при прямой фиксации радиоизлучения пульсации (ритмичные всплески) отсутствовали .
🌀 Галактические радиопереходные процессы (GCRT) 24:25
Найденный объект предварительно отнесен к классу GCRT (Galactic Center Radio Transients) — «Галактических центральных радиопереходных процессов» . Это описательный термин-заглушка для явлений, физика которых пока не ясна. На данный момент известно всего три подобных объекта, обнаруженных ранее, и ни один из них не похож на другой на 100% .
Текущие теории о природе GCRT, озвученные Тарой Мерфи:
- Необычные нейтронные звезды с экстремально сильными магнитными полями.
- Объекты в двойных или тройных системах, где происходит затмение или прерывистая аккреция .
- «Умирающие» пульсары, чье излучение становится нестабильным и теряет привычную периодичность .
🛰️ Искусственные сигналы и будущее проекта 32:35
Доктор Мерфи отмечает, что центр Галактики — очень «зашумленное» место из-за обилия пыли и звезд. Однако радиоволны метрового и сантиметрового диапазонов проходят сквозь пыль гораздо эффективнее видимого света . Для поиска компактных объектов ученые применяют методы цифровой фильтрации, отсекая протяженное излучение горячего газа и оставляя только точечные источники .
В 2022 году ASKAP должен начать полноценный обзор неба, в рамках которого планируются тысячи часов наблюдений . Исследование разделено на две части:
- Внегалактическое небо: Поиск космологических взрывов (GRB, слияния нейтронных звезд) вдали от плоскости Млечного Пути .
- Галактическая плоскость: Наблюдение за диском и центром Галактики для поиска новых GCRT и вспыхивающих звезд .
Относительно SETI Тара Мерфи поясняет разницу между природными и искусственными сигналами: природные (как вспышки звезд или GRB) обычно являются широкополосными (занимают сотни мегагерц) . Искусственные сигналы (например, земное FM-радио с полосой 0,2 МГц), по мнению ученых, должны быть узкополосными . Все данные ASKAP становятся публичными сразу после проверки качества, что позволяет международному сообществу искать в них любые аномалии .
