За год обнаружено более 500 новых загадочных радиосигналов инопланетян

Увидеть быстрый всплеск радиосигнала — значит быть чрезвычайно удачливым в том, куда и когда вы наведете свою антенну. Быстрые радиовсплески, или FRB, представляют собой странно яркие вспышки света, регистрируемые в радиодиапазоне электромагнитного спектра, которые вспыхивают в течение нескольких миллисекунд, а затем исчезают без следа.

Эти короткие и загадочные маяки были замечены в различных и далеких частях Вселенной, а также в нашей собственной галактике. Их происхождение неизвестно, а внешний вид непредсказуем. С тех пор, как первая была обнаружена в 2007 году, радиоастрономы заметили только около 140 вспышек в свои телескопы.

Новый телескоп, беспрецедентные результаты

Теперь большой стационарный радиотелескоп в Британской Колумбии почти в четыре раза увеличил количество быстрых радиовсплесков, обнаруженных на сегодняшний день. Телескоп, известный как CHIME, для Канадского эксперимента по картированию интенсивности водорода, обнаружил 535 новых быстрых радиовсплесков в течение первого года работы, с 2018 по 2019 год.

Ученые из коллаборации CHIME, в том числе исследователи из Массачусетского технологического института, собрали новые сигналы в первый каталог FRB телескопа, который они представят на этой неделе на заседании Американского астрономического общества.

Два класса инопланетных взрывов

Новый каталог значительно расширяет текущую библиотеку известных FRB и уже дает сведения об их свойствах.

Например, недавно обнаруженные всплески делятся на два разных класса: повторяющиеся и неповторяющиеся. Ученые идентифицировали 18 источников FRB, которые взрывались неоднократно, а остальные, судя по всему, были единичными. Повторители также выглядят по-разному: каждый пакет длится немного дольше и излучает более сфокусированные радиочастоты, чем пакеты от одиночных неповторяющихся FRB.

Эти наблюдения убедительно свидетельствуют о том, что повторители и единичные объекты возникают из разных механизмов и астрофизических источников. Благодаря большему количеству наблюдений астрономы надеются вскоре установить крайнее происхождение этих удивительно ярких сигналов.

«До CHIME было обнаружено менее 100 FRB; теперь, после года наблюдений, мы обнаружили еще сотни,— говорит член CHIME Кейтлин Шин, аспирантка физического факультета Массачусетского технологического института. «Со всеми этими источниками мы действительно можем начать получать картину того, как выглядят FRB в целом, какая астрофизика может управлять этими событиями и как их можно использовать для изучения Вселенной в будущем.”

Видя вспышки

CHIME состоит из четырех массивных цилиндрических радиоантенн, размером и формой напоминающих хаф-пайпы для сноубординга, расположенных в Радиоастрофизической обсерватории Dominion, управляемой Национальным исследовательским советом Канады в Британской Колумбии, Канада. CHIME — это стационарный массив без движущихся частей. Телескоп принимает радиосигналы каждый день с половины неба во время вращения Земли.

В то время как большая часть радиоастрономии выполняется путем поворота большой тарелки для фокусировки света с разных частей неба, CHIME неподвижно смотрит в небо и фокусирует входящие сигналы с помощью коррелятора. — мощный цифровой сигнальный процессор, который может обрабатывать огромные объемы данных со скоростью около 7 терабит в секунду, что эквивалентно нескольким процентам мирового интернет-трафика.

«Цифровая обработка сигналов — это то, что позволяет CHIME реконструировать и «смотреть» одновременно в тысячах направлений,— говорит Киёси Масуи, доцент кафедры физики Массачусетского технологического института, который проведет презентацию на конференции. «Это помогает нам обнаруживать FRB в тысячу раз чаще, чем традиционный телескоп.”

Инопланетные сигналы равномерно распределены в пространстве

За первый год работы CHIME зарегистрировал 535 новых быстрых радиовсплесков. Когда ученые нанесли на карту свои местоположения, они обнаружили, что всплески были равномерно распределены в пространстве и, казалось, исходили от любой части неба.

Ученые подсчитали, что на основе FRB, которые CHIME удалось обнаружить, Яркие быстрые радиовсплески происходят с частотой около 800 в день по всему небу — это наиболее точная оценка общей частоты FRB на сегодняшний день.

«Это прекрасная особенность этой области — FRB действительно трудно увидеть, но они не редкость,— говорит Масуи, член Института астрофизики и космических исследований им. Кавли Массачусетского технологического института. «Если бы ваши глаза могли видеть радиовспышки так же, как вспышки фотоаппаратов, вы бы видели их постоянно, если бы просто посмотрели вверх.”

Картографирование вселенной

Когда радиоволны перемещаются в космосе, любой межзвездный газ или плазма на своем пути может исказить или рассеять свойства и траекторию волны. Степень рассеивания радиоволны может дать ключ к пониманию того, через сколько газа она прошла и, возможно, на какое расстояние она прошла от своего источника.

Для каждого из 535 FRB, обнаруженных CHIME, Масуи и его коллеги измерили его дисперсию и обнаружили, что большинство всплесков, вероятно, возникло из далеких источников в далеких галактиках.

Тот факт, что вспышки были достаточно яркими, чтобы их можно было обнаружить с помощью CHIME, предполагает, что они, должно быть, были производится из чрезвычайно мощных источников. По мере того как телескоп обнаруживает больше FRB, ученые надеются точно определить, какие экзотические явления могут генерировать такие сверхяркие и сверхбыстрые сигналы.

Ученые также планируют использовать всплески и их оценки дисперсии, чтобы составить карту распределения газа во Вселенной.

«Каждый FRB дает нам некоторую информацию о том, как далеко они распространились и через сколько газа они распространились,— говорит Шин. «Имея большое количество FRB, мы можем надеяться выяснить, как газ и материя распределяются в очень больших масштабах во Вселенной. Таким образом, помимо загадки того, что собой представляют FRB, существует также захватывающий потенциал FRB как мощных космологических зондов в будущем.”

Все это означает, что нас окружают инопланетяне, которые пытаются поговорить с нами, посылая нам сверхбыстрый луч энергии… Или что происходит?