Как один телескоп обнаружил сотни таинственных радиосигналов из космоса?

Впервые быстро исчезающие радиовсплески ученые наблюдали еще в 2007 году. Последующее десятилетия исследований позволили обнаружить около 140 вспышек по всей Вселенной. Немного, правда? Дело в том, что быстрые радиовсплески (FRBS) действительно трудно поймать: для этого необходимо направить радиотелескоп в нужное место в нужное время. При этом предсказать, где и когда удастся поймать всплеск неизвестно. Исследователи отмечают, что большинство радиотелескопов видят только участок неба размером с Луну в данный момент времени, что означает, что подавляющее большинство быстрых радиовсплесков остаются невидимыми. Ситуация, к счастью, изменилась, когда телескоп CHIME, расположенный в Радиоастрофизической обсерватории Доминиона в Британской Колумбии в Канаде, начал принимать радиосигналы. Это произошло в 2018 году в течение первого года работы инструмента и в конечном итоге позволило ученым создать каталог быстрых радиовсплесков. Примечательно, что каталог не только расширяет известное количество быстрых радиовсплесков, но и доступную информацию об их местоположении и свойствах.

Быстрые радиовсплески (FRBS) – это очень короткие, но очень интенсивные импульсы радиоволн, регистрируемые в радиодиапазоне электромагнитного спектра, которые вспыхивают в течение нескольких миллисекунд, прежде чем исчезнуть без следа. Впервые обнаруженные только в 2007 году, эти события по-прежнему остаются загадкой для астрономов.

Интересно, что эти короткие и таинственные маяки были замечены в различных и отдаленных частях Вселенной, а также в нашей собственной галактике. Их происхождение неизвестно, а внешний вид непредсказуем. Учитывая огромное количество вопросов,которые вызывают FRBS у исследователей, данные, полученные с помощью стационарного радиотелескопа в Британской Колумбии позволили астрономам увеличить число обнаруженных радиовсплесков в четыре раза.

Телескоп CHIME, специально разработанный для канадского эксперимента по картированию интенсивности водорода, обнаружил 535 новых быстрых радиовсплесков в течение первого года своей работы, между 2018 и 2019 годами. Основываясь на имеющихся наблюдениях, исследователи полагают, что одиночные быстрые радиовсплески могут иметь источники, отличные от повторяющихся:

Телескоп CHIME функционирует немного иначе, чем другие, используемые для радиоастрономии инструменты. Массив из четырех гигантских радиоантенн, сравнимых по размеру и форме с полутрубками, используемыми для сноуборда, совершенно неподвижен. Когда Земля вращается вокруг своей оси, этот массив принимает радиосигналы с половины неба.

Как правило, радиопередатчики перемещаются, чтобы захватить свет из разных областей неба. Вместо этого CHIME использует полностью цифровую конструкцию и имеет коррелятор – цифровой сигнальный процессор для захвата входящих радиосигналов. Он может обрабатывать огромные объемы данных – около 7 терабит в секунду, что эквивалентно небольшому проценту глобального интернет-трафика. Интересно и то, что повторяющиеся вспышки радиовсплесков выглядят по-разному – каждая вспышка длится немного дольше, чем одиночные вспышки.

Цифровая обработка сигналов – это то, что позволяет CHIME «смотреть» в тысячах направлений одновременно. Основываясь на собранной информации, исследователи подсчитали, что эти яркие быстрые радиовсплески, вероятно, происходят около 800 раз в день по всему небу.

Составители каталога также считают, что в будущуем смогут использовать вспышки, чтобы лучше понять Вселенную и даже составить карту распределения по ней газа. Дело в том, что когда радиоволны путешествуют в пространстве, вполне вероятно, что они сталкиваются с газом или плазмой. Это может исказить волны, изменить их свойства и даже траекторию. Определение этой информации о радиовсплеске может помочь ученым оценить пройденное ими расстояние и количество газа, с которыми они столкнулись.

При достаточно быстрых радиовсплесках, возможно, удастся составить карту крупномасштабной структуры Вселенной. «Эти большие структуры составляют нити космической паутины», — сказал Алекс Джозефи, докторант по физике в Университете Макгилла в Канаде.

Источник: https://hi-news.ru/science/kak-odin-teleskop-obnaruzhil-sotni-tainstvennyx-radiosignalov-iz-kosmosa.html