Загадочный радиосигнал из космоса повторяется каждые 16 дней: астрономы ведут активное наблюдение

Холодным февралем, когда заголовки газет обычно посвящены запускам ракет и бюджетным спорам, радиоастрономы объявили о чем-то более тихом и интригующем: загадочном радиосигнале из космоса, который повторяется со строгой периодичностью в 16,35 дня. Эти импульсы представляют собой не монотонный сигнал, а скопления быстрых радиовсплесков — кратких интенсивных вспышек радиоизлучения, — которые появляются примерно раз в час в течение четырех дней, затем затихают на следующие 12 дней и возвращаются точно по графику. Эти данные, собранные в рамках проекта Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment/FRB Project в период с сентября 2018 года по октябрь 2019 года, позволяют отследить источник до галактики, находящейся на расстоянии примерно 500 миллионов световых лет.

Суть дела: почему 16-дневный цикл в небе имеет значение

Космические часы: загадочный радиосигнал из космоса демонстрирует ритм в 16,35 дня

Хронология наблюдений проста и убедительна. В течение 13-месячного окна коллаборация CHIME/FRB регистрировала повторяющиеся короткие всплески в одной и той же точке неба. Статистический анализ выявил периодичность в 16,35 дня: в течение каждого цикла источник активен около четырех дней, при этом частота обнаружений в это активное окно составляет в среднем около одного всплеска в час, после чего наступает затишье примерно на 12 дней. Команда сообщила о находке в препринте, прошедшем модерацию, но еще не получившем полноценного рецензирования. Поскольку CHIME ежедневно сканирует обширную часть северного неба, он оказался в уникальном положении, позволяющем заметить и измерить этот ритм.

Как астрономы отслеживали и подтверждали 16-дневный повторяющийся сигнал из космоса

Стоит подчеркнуть, чего это открытие не означает. Набор данных охватывает несколько циклов, но он не бесконечен, а публикация в виде препринта подразумевает, что научное сообщество продолжит проверять надежность данных, возможные эффекты селекции и наличие тонких изменений в частоте или окне активности. Тем не менее, ритм достаточно четкий, чтобы быть полезным: телескопы теперь знают, когда именно следует вести наблюдения, и когда отсутствие сигнала является истинно нулевым результатом, а не следствием неудачно выбранного времени.

Две основные интерпретации: двойная система или прецессирующая нейтронная звезда

16-дневный цикл сразу сужает круг жизнеспособных физических сценариев. Один из популярных классов моделей помещает высоконамагниченную нейтронную звезду — магнетар — в двойную систему. В такой картине излучение может быть видимым только в течение части орбиты из-за геометрических факторов (активный конус излучения, который проносится мимо Земли), изменения поглощения в звездном ветре компаньона или из-за того, что взаимодействие с компаньоном провоцирует излучение на определенных участках эксцентрической орбиты. 16-дневный орбитальный период вполне правдоподобен для широкой эксцентрической двойной системы с массивным компаньоном.

Альтернативный вариант заключается в том, что прецессирует сам источник излучения: представьте себе раскачивающийся волчок, чей луч постепенно направляется в сторону Земли и от нее, создавая окно активности, когда луч пересекает нашу линию зрения. Прецессия может быть вызвана внутренними напряжениями в нейтронной звезде, приливными силами от компаньона или магнитной геометрией звезды. Оба объяснения естественным образом накладываются на наблюдаемые характеристики повторяющихся FRB: короткие яркие импульсы от компактного объекта с мощным магнитным полем, модулируемые на более длительных временных интервалах внешними или геометрическими факторами.

Почему заголовки об инопланетянах — это всё еще плохая наука

Когда из глубокого космоса приходят таинственные периодические сигналы, народная фантазия разыгрывается не на шутку — и на то есть причины. Но ученые прямолинейны: энергия, задействованная в FRB, колоссальна, и производить их многократно на внегалактических расстояниях — это не та инженерная задача, которую любая цивилизация могла бы осуществить, не оставив после себя более явных улик. Исследователи, в том числе из таких институтов, как Massachusetts Institute of Technology, подчеркивают, что простейшие естественные астрофизические объяснения гораздо более вероятны, чем любая гипотеза о техносигналах. Вкратце: периодический FRB — это захватывающая загадка для астрофизики высоких энергий, а не секретная доска объявлений для планировщиков межзвездных цивилизаций.

Что Европа может и должна привнести в дальнейшие исследования

Это открытие — победа широкопольного радиомониторинга, но превращение измеренного ритма в детальную теорию требует скоординированных последующих наблюдений во всем спектре. Европейские мощности, от крупных одиночных антенн до интерферометрических решеток и сетей радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами, имеют все возможности для помощи: они предлагают дополнительный частотный охват, более высокое пространственное разрешение и инфраструктуру РСДБ (VLBI), необходимую для точной локализации источника внутри родительской галактики и его локального окружения. Радиоастрономическое сообщество Германии обладает опытом в быстром реагировании и разработке приборов, что может стать решающим фактором, если команды захотят наблюдать за источником в течение нескольких запланированных окон активности.

Существует также политический аспект. Европейские механизмы финансирования четко ориентированы на создание наблюдательного потенциала для астрономии транзиентных явлений, но здесь важна координация: кто получает время, какой инструмент обещан какой команде, как распределяются данные. 16-дневный цикл дает планировщикам предсказуемость, что должно упростить резервирование блоков наблюдения во время известных окон активности, вместо того чтобы экстренно искать время по программам ToO (Target of Opportunity). Тем не менее, именно институциональное взаимодействие между национальными обсерваториями, европейскими структурами и многонациональными коллаборациями определит, как быстро источник раскроет свои секреты.

За чем следить дальше

Ожидайте шквала целевых наблюдений во время ближайших окон активности. Астрономы будут искать коррелированное излучение в других диапазонах волн, тонкие временные дрейфы, указывающие на орбитальное движение, и любые изменения свойств всплесков от цикла к циклу. Если удастся связать всплески с постоянным радиоисточником или оптическим аналогом, это даст прямые ключи к пониманию локальной среды — живет ли источник в плотной области звездообразования, в остатке сверхновой или в более спокойном рукаве галактики.

В более широком смысле, этот результат заставляет теоретиков делать более точные прогнозы: если сигнал орбитальный, является ли компаньон массивным или компактным? Если это прецессия, насколько стабильны колебания? И что крайне важно для наблюдателей: периодичность делает этот источник одним из тех редких транзиентов, наблюдения за которыми можно запланировать заранее, а не полагаться на удачу.

Итак, да, в космосе есть загадочный радиосигнал, который повторяется каждые 16 дней — и на этот раз Вселенная предоставила астрономам роскошь в виде календаря. Потребуются скоординированные наблюдения, несколько остроумных аргументов и, возможно, та самая упрямая немецкая инженерная бюрократия, которой я невольно восхищаюсь, чтобы превратить этот тикающий радиоисточник из загадки в понятный механизм. Пока что Вселенная завела будильник; вопрос лишь в том, кто проснется, чтобы услышать его звонок.

Sources

• Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) / CHIME/FRB collaboration (препринт arXiv, сообщающий о периодичности 16,35 дня)
• Massachusetts Institute of Technology (публичное заявление об энергетических масштабах и естественном происхождении)