Астрономы использовали быстрый радиовсплеск для изучения галактического гало

Быстрые радиовсплески являются одними из самых загадочных явлений во Вселенной. Они представляют собой единичные яркие импульсы радиоизлучения длительностью несколько миллисекунд. Типичная энергия всплеска эквивалентна выбросу в космическое пространство энергии, испускаемой Солнцем в течение нескольких десятков тысяч лет.

На данный момент у астрономов нет общепринятого объяснения возникновения быстрых радиовсплесков. Предложенные гипотезы варьируются от активности нейтронных звезд до последствий испарения черных дыр. Но, хоть астрономам и неизвестна причина появления радиовсплесков, это не помешало им использовать подобное явление для исследования другого феномена.

В ноябре 2018 года радиотелескоп ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder) зафиксировал быстрый радиовсплеск FRB 181112. Сигнал состоял из нескольких импульсов, каждый длительностью менее 40 микросекунд. Последовавшие оптические наблюдения на Очень Большом Телескопе ESO (VLT) и других обсерваториях показали, что на пути к Земле он прошел сквозь гало массивной галактики. Это обстоятельство позволило астрономам исследовать природу газа в гало при помощи анализа радиосигнала.

Галактическое гало содержит как темную материю, так и обычное барионное вещество — в основном в форме горячего ионизованного газа. В то время, как светящаяся часть массивной галактики может иметь поперечник около 30 000 световых лет, ее приблизительно сферическое гало вдесятеро больше в диаметре. Падая в направлении центра галактики, находящийся в гало газ служит строительным материалом для формирования новых светил. В то же время, вспышки сверхновых, могут выбрасывать вещество обратно в гало. Понимание этих процессов может помочь астрономам лучше разобраться в особенностях функционирования механизма звездообразования.

Результаты анализа удивили ученых. Прошедший через гало радиосигнал практически не испытал возмущений, что противоречит предсказаниям разработанных ранее моделей. Радиотелескопы приняли столь неискаженный и четкий импульс, что в нем вообще нет никаких признаков прохождения сквозь вещество. Позднее исследователи рассчитали, что плотность газа в гало должна составлять менее 0.1 атома на кубический сантиметр. Это эквивалентно нескольким сотням атомов в объеме детского воздушного шарика.

Исследователи не нашли никаких признаков холодных турбулентных облаков или малых плотных скоплений холодного газа в гало. Быстрый радиовсплеск также позволил получить информацию о магнитном поле гало, которое оказалось очень слабым—в миллиард раз слабее магнита на холодильнике.

Пока что астрономы не могут сказать, являются ли найденные низкая плотность и слабое магнитное поле гало чем-то аномальным или же предыдущие исследования попросту переоценили эти параметры. Ответ на этот вопрос смогут дать лишь новые наблюдения.

Материал на сайте журнала «Вселенная, пространство, время»