В крупной галактике, находящейся на расстоянии 500 миллионов световых лет, обнаружен ещё один источник мощных радиосигналов специфического типа, или «быстрых радиовсплесков» (FRB), более десяти лет привлекающих внимание астрофизиков. В отличие от других открытых объектов такого класса, серии сигналов от него повторяются регулярно каждые 16 дней, что даёт шансы более полно изучить их природу.
Быстрые радиовсплески (FRB, Fast radio bursts) — это отчётливые радиосигналы длительностью в миллисекунды с широким диапазоном спектра, поступающие от источников извне нашей Галактики. Некоторые из таких сигналов повторяются, но без видимой регулярности: следующий сигнал от одного и того же источника может прийти через несколько миллисекунд или через много дней. Сигналы поступают внезапно с направлений от самых разных галактик, и проследить какую-либо закономерность их появления пока не удавалось, равно как остаётся неясной природа таких сигналов.
Такой радиосигнал впервые был зафиксирован в 2001 году на радиотелескопе Parkes в Австралии, но его выделили и обратили на него внимание в 2007 году при анализе архивных данных от радиотелескопа. Сигнал длительностью 5 миллисекунд пришёл от участка небесной сферы вблизи Малого Магелланова Облака. Однако особенности спектра указывали, что сигнал происходит не из нашей Галактики и её окрестностей, а от источника на расстоянии 3 миллиарда световых лет. В начале 2010-х были открыты ещё несколько таких всплесков, причём они обнаруживались уже на нескольких радиотелескопах в разных точках Земли. Это позволило отсеять версию о возможном происхождении такого единичного сигнала 2001 года из-за сбоя датчика (как в известном единственном «сигнале от внеземной цивилизации»). В 2016 году наконец удалось установить принадлежность одного из таких радиосигналов к удалённой галактике на расстоянии 6 миллиардов световых лет. Если сигналы приходят с таких расстояний, то типичная мощность их источника составляет сотни миллионов мощностей Солнца.
Вспышки FRB, наблюдаемые в разных галактиках. Галактическая система координат (центральная ось — плоскость диска Млечного Пути, исключённого из изображения), проекция Моллвейде с 360-градусным обзором.
Исследованию таких радиосигналов посвящено несколько международных проектов на базе крупных радиотелескопов. Так, в Британской Колумбии (Канада) это проект CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment). Как правило, такие исследования используют комбинированные данные от телескопов в околооптическом диапазоне для локализации галактических объектов, и разнесённый массив радиотелескопов в разных точках планеты для изучения самих радиосигналов.
Более сотни обнаруженных «быстрых радиовсплесков» пока что условно разделяли на два класса: единичные и нерегулярно повторяющиеся. В 2018 году в рамках проекта CHIME наконец открыли источник, у которого зафиксировали несколько всплесков, повторяющихся через регулярные промежутки времени. В начале 2020 года группа проекта — около 40 авторов из 25 исследовательских учреждений, включая Физико-Технический институт А. Ф. Иоффе в Петербурге — опубликовала серию из пока что двух статей (статья 1 в Nature; статья 2 пока в виде препринта на arXiv.org) о локализации периодического источника FRB и его свойствах.
Обнаруженный источник радиовсплесков получил полное наименование FRB 180916.J0158+65 (номенклатура таких объектов включает дату первого обнаружения; во второй части кода угадываются примерные небесные координаты). Он стал одним из восьми открытых за год объектов в рамках CHIME с повторяющимися радиоимпульсами. Источник наблюдали в течение 409 дней и за это время обнаружили всего 28 FRB-всплесков. Его галактика (в северном небе в созвездии Кассиопеи; полное обозначение SDSS J015800.28+654253.0 указывает на координаты) характеризуется красным смещением z 0,0337, что соответствует расстоянию 500 миллионов световых лет, относится к спиральному типу, а сам источник располагается на её окраине, в регионе с интенсивным образованием звёзд. Более подробный анализ временной развёртки радиосигналов позволил выделить их регулярную серию. Так, повторяющийся с периодом 16,3 дня паттерн включает 4 дня «активной фазы», в которой может прийти один или более затухающих радиоимпульсов, и 12-дневный относительно неактивный период.
Это первое открытие регулярно повторяющейся серии быстрых радиовсплесков и один из немногих их источников, для которого удаётся локализовать его галактику. Кроме того, это и пока что самый близкий к нам такой объект. Давно известны объекты с повторяющимся сигналом в радиодиапазоне — радиопульсары. Однако они на много порядков слабее этого типа источников (FRB) и, видимо, относятся к совсем другой категории. Единичные импульсы от FRB могут объясняться катастрофическими событиями вроде столкновения нейтронных звёзд. Одно из возможных объяснений периодических событий — движение объекта (неизвестного излучателя) по орбите, например, в виде парной системы со звездой или массивным, но компактным/невидимым телом. Источник находится на окраине крупной спиральной галактики, поэтому вряд ли он может быть связан со сверхмассивной чёрной дырой в центре, но речь может идти о локальной небольшой чёрной дыре с массой порядка нескольких звёздных. Возможно, другие обнаруженные источники FRB также излучают периодический сигнал, однако выделить его пока не получается в силу инструментальных ограничений.
