Астрономы сузили список возможных источников одиночных быстрых радиовсплесков

Изображения, полученные на VLA, демонстрирующие отсутствие устойчивого радиоизлучения в позиции FRB 20250316A в разных диапазонах и в разные эпохи наблюдений. Автор: The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/ae0324

Самый чувствительный на сегодняшний день поиск устойчивого радиоисточника, связанного с чрезвычайно ярким, неповторяющимся быстрым радиовсплеском (FRB), не дал результатов. Это значительно сужает круг возможных объяснений этих загадочных космических явлений.

Совместная исследовательская группа из Шанхайской астрономической обсерватории Китайской академии наук и Научно-технического университета Китая использовала Очень большую решётку (VLA) для поиска потенциального устойчивого радиоизлучения от FRB 20250316A — одного из самых ярких неповторяющихся всплесков из когда-либо зарегистрированных.

Результаты, опубликованные в The Astrophysical Journal Letters, устанавливают самые строгие на сегодня ограничения на устойчивое радиоизлучение от неповторяющегося FRB.

Быстрые радиовсплески — одни из самых энергетических явлений во Вселенной, выделяющие за миллисекунды столько же энергии, сколько Солнце производит за несколько дней. С момента их открытия более десяти лет назад астрономы выделили два различных класса: повторяющиеся всплески, которые вспыхивают многократно из одного и того же места, и неповторяющиеся всплески, которые появляются только один раз.

Ключевой вопрос заключается в том, возникают ли эти разные типы из принципиально разных физических процессов. Одна из важных подсказок — связано ли происхождение FRB с устойчивым радиоизлучением между всплесками. Некоторые повторяющиеся FRB демонстрируют такие устойчивые источники, что может указывать на продолжающуюся активность в их локальной среде. Однако для неповторяющихся FRB этот вопрос в значительной степени оставался без ответа из-за чрезвычайно высокой чувствительности, требуемой для их обнаружения.

FRB 20250316A предоставил идеальный тестовый случай. Всплеск был как исключительно ярким, так и относительно близким, что позволило провести поиск даже самого слабого устойчивого излучения. Используя наблюдения, проведенные в течение одного месяца после всплеска, исследователи достигли беспрецедентной чувствительности, установив верхний предел в 2,8 микроЯнски (1 сигма) на частоте 15 ГГц. Этот результат согласуется с независимыми наблюдениями коллаборации канадского эксперимента CHIME на частоте 9,9 ГГц, проведенными примерно через два месяца после всплеска.

«Это отсутствие обнаружения на самом деле является интересным результатом, — сказал профессор Ань Тао, первый автор исследования. — Теперь мы можем исключить несколько теоретических моделей, которые предсказывают яркие, устойчивые радиоисточники вокруг неповторяющихся FRB. Окружающая среда оказывается гораздо «чище», чем предполагали некоторые теории».

В частности, полученные данные исключают магнетарно-туманные модели — ведущее объяснение для некоторых повторяющихся FRB — как жизнеспособный вариант для этого неповторяющегося всплеска. Вместо этого они подтверждают сценарии, такие как слияния нейтронных звезд или гигантские вспышки от более эволюционировавших, изолированных магнетаров, которые происходят в средах с низкой плотностью, маловероятных для производства длительного радиоизлучения.

Эта работа представляет собой важный шаг к пониманию того, возникают ли повторяющиеся и неповторяющиеся FRB из различных физических механизмов. Этот вопрос имеет важные последствия для нашего понимания экстремальной физики во Вселенной. По мере того как обнаруживаются и изучаются с возрастающей точностью большие выборки FRB, астрономы приближаются к разгадке одной из самых интригующих головоломок современной астрофизики.

Больше информации: Tao An et al, A Deep VLA Search for a Persistent Radio Counterpart to the One-off FRB 20250316A, The Astrophysical Journal Letters (2025). DOI: 10.3847/2041-8213/ae0324

Источник: Chinese Academy of Sciences