С 2007 года астрономы отслеживают любые мощные всплески радиоволн в окружающем Землю пространстве, каждый из которых длится не больше нескольких миллисекунд. Теперь учёные смогли определить источник одного из этих импульсов: галактика, из которой он исходил, удалена от нас на шесть миллиардов световых лет. Возможно, явление стало результатом столкновения двух нейтронных звёзд. Обнаружение в дальнейшем большего количества таких радиовсплесков и измерение расстояния до них, по мнению учёных, поможет лучше понять эволюцию Вселенной.
Все кроме одного из 16 ранее обнаруженных радиовсплесков, были найдены спустя продолжительное время после того, как они достигли Земли, уже в архивных данных телескопов. Однако сегодня суперкомпьютеры могут обрабатывать поступающие сигналы в режиме реального времени и обнаруживать их по мере поступления.
18 апреля 2015 года радиотелескоп Parkes, базирующийся в Австралии, обнаружил взрыв длительностью менее одной миллисекунды – один из самых коротких на настоящий момент. Разрешения этого телескопа недостаточно, чтобы определить точку на небосклоне, откуда пришёл сигнал. Однако исследователи во главе с Эваном Кином (Evan Keane) из Центра астрофизики Джодрелл Бэнк предупредили сотрудников сети аппаратов с более высоким разрешением, состоящих из наземных и космических телескопов.
Через два часа после первоначального всплеска австралийский телескоп Compact Array в Новом Южном Уэльсе уловил угасавшее радиопослесвечение в том же регионе, которое длилось ещё шесть дней. Благодаря этому область поиска была сужена. Учёные получили в своё распоряжение в 1000 раз более точные координаты участка неба, чем раньше. Впоследствии 8,2-метровый телескоп Subaru на Мауна-Кеа (Гавайи) помог уже в оптическом диапазоне определить эллиптическую галактику, которая, как считают Кин и другие учёные, почти наверняка и является истинным источником всплеска.
Эта галактика относительно старая, и новые звёзды возникают в ней очень редко. Команда Кина считает, что взрыв стал следствием столкновения двух нейтронных звёзд, орбита которых была закручена в фатальную спираль. Краткость всплеска согласуется с ожидаемым временем такого события (например, такая длительность не могла бы свидетельствовать о столкновении белых карликов или массивном взрыве сверхновой). Если событие, породившее радиовсплеск, действительно было слиянием нейтронных звёзд, то оно также стало источником гравитационных волн – ряби полотна пространстве-времени. Не так давно подобные "волнения" зафиксировали специалисты коллаборации LIGO.
Добавим, что не все быстрые радиовсплески являются результатом столкновения нейтронных звёзд: например, в декабре 2015 года учёные зафиксировали всплеск, исходящий от молодой нейтронной звезды с сильным магнитным полем, излучающей мощные вспышки. Это свидетельствует о том, что существует несколько типов всплесков, происходящих из различных источников.
Кин и его команда теперь знают расстояние до источника радиоимпульса (определяется по красному смещению сигнала). Также учёные могут определить, с каким количеством материала столкнулся свет в ходе своего длительного путешествия. Дело в том, что, несмотря на малую длительность радиовсплеска, учёные могут фиксировать задержку сигнала. Коротковолновые импульсы всплеска добегают до Земли быстрее длинноволновых из-за того, что вторые сталкиваются с частицами пыли в космическом пространстве (за столько лет путешествия разница накапливается ощутимая, по ней и определяется количество пыли на пути).
Все эти данные добавят астрофизикам знаний о строении Вселенной. Также они могут помочь решить давние космологические загадки нашего мира: например, точно измерить космический микроволновый фон (послесвечение Большого взрыва). Также отслеживание всплесков может позволить создать карту магнитных полей между галактиками и выявить изменения в их поляризации.
Результаты исследования группы Кина были опубликованы в журнале Nature.
