Журнал Nature на этой неделе опубликовал результаты исследования быстрых радиоимпульсов — вспышек загадочной природы. При помощи оптических обсерваторий и радиотелескопов астрофизики впервые обнаружили местоположение источника этих сигналов.
Сигнал FRB (Fast Radio Bursts)-150418 был зафиксирован впервые 18 апреля 2015 года Обсерваторией Паркса в Австралии, а специально разработанная система позволила установить, что его источником стала эллиптическая галактика, расположенная на огромном удалении от Земли. Возможно, всплеск произошел в процессе слияния нейтронных звезд или же в результате формирования черной дыры. Как выяснилось, это открытие может пролить свет на одну из важнейших загадок современной науки.
В последние годы главным образом путем обработки архивных данных, полученных на самых чувствительных радиотелескопах, были обнаружены 16 загадочных, очень коротких (в несколько миллисекунд) радиовсплесков, названных быстрыми радиоимпульсами (Fast Radio Burst). И до самого последнего времени их природа была совершенно непонятна, поскольку их положение на небе не удавалось связать ни с какими другими космическими объектами. Прорыв в исследовании этих источников произошел тогда, когда в созвездии Большого Пса, из которого пришел только что зарегистрированный 17-й всплеск, была найдена эллиптическая галактика, расположенная в шести миллиардах световых лет от Земли. И это было подтверждено сразу несколькими наблюдателями в разных странах. Более того, такое огромное расстояние оказалось в полном согласии со стандартной космологической моделью.
Напомним, что свет во Вселенной распространяется на разных частотах с разной скоростью, которая зависит от плотности свободных электронов. Если сигналы приходят из нашей Галактики, то их задержка на разных частотах оказывается не очень большой. Например, однажды, когда наблюдатели в Пущино фиксировали сигнал на высоких частотах, то их коллеги в Харькове могли зафиксировать тот же сигнал на более низких частотах буквально через три минуты. В случае же быстрых радиоимпульсов речь шла о гораздо большей задержке, которая позволяла судить, что объекты, с которыми связаны такие сигналы, находятся за пределами нашей Галактики. Основной вопрос был в том, насколько далеко? Ближайшие ли это галактики или что-то совсем далекое, сравнимое с размерами нашей Вселенной?
Важнейшая заслуга ученых как раз и состояла в том, что они, зная расстояние до обнаруженной галактики, смогли определить плотность частиц, которая позволяла объяснить наблюдаемую задержку прихода импульса на коротких и длинных волнах. Сейчас является общепринятым, что наша Вселенная состоит на 70% из загадочной темной энергии, на 25% — из не менее загадочной темной материи, и лишь остальные 5% вписываются в наше понимание обычной материи. Вычисленная плотность электронов, приводящих к наблюдаемой задержке, показала, что обычная материя действительно составляет лишь 5% от полной массы Вселенной. Что же касается природы быстрых радиовсплесков, то она до сих пор остается неизвестной.