Сегодня нет общепринятой теории об источниках быстрых радиовсплесков — коротких радиоимпульсов, длительностью несколько миллисекунд, которые приходят из космоса. Это придаёт им налёт загадочности, включая предположения о посланиях иных цивилизаций. Новое открытие внесло ещё больше путаницы в поиск источников этого сигнала. Обнаруженный в феврале 2024 года сигнал FRB 20240209A пришёл из неожиданного места, где не должно было быть условий для его появления.

Обзор Infinix GT 50 Pro: геймерский смартфон со встроенной СЖО

Умные помощники: обзор ИИ-сервисов для обработки изображений. Часть 2, актуализированная

Репортаж с IEM Cologne Major 2026: Жаб Жабыч, триумф NiKo и главные сенсации мейджора по CS2

Выбираем лучший игровой ноутбук до 100 000 рублей: сравнительное тестирование 7 интересных моделей

Обзор Ryzen 9 9950X3D2: правильный 16-ядерник с 3D-кешем

Источник изображения: ИИ-генерация Кандинский 3.1/3DNews

Одна из наиболее популярных гипотез о происхождении этих сигналов предполагает, что быстрые радиовсплески — короткие и невероятно мощные радиочастотные импульсы с энергией на уровне нескольких суток солнечного излучения в каждом — рождаются в процессе переключения линий электромагнитного поля магнетаров. Магнетары — это останки звёзд после взрывов сверхновых. После сброса звездой оболочки остаётся ядро, которое в процессе сжатия становится нейтронной звездой. При определённых условиях нейтронная звезда может обладать мощным электромагнитным полем, которое и порождает импульсы в процессе дальнейшей эволюции останков.

По мере старения нейтронная звезда замедляет вращение, энергия которого уходит на выбросы, включая быстрые радиовсплески, и, тем самым, она теряет магнитное поле и способность их порождать. Нетрудно сообразить, что это помещает источник быстрых радиовсплесков в активные зоны галактик, где рождение и смерть звёзд — частое явление. Но с FRB 20240209A всё оказалось совсем не так. Поскольку сигнал повторялся 21 раз, шесть раз его удалось засечь с помощью второго более слабого радиотелескопа (главным инструментом был радиотелескоп CHIME в Канаде). Это дало точное направление на источник сигнала.

Овалом обведено место источника радиовсплеска, а справа галактика, где всё произошло. Источник изображения: Gemini Observatory

Сигнал FRB 20240209A был отслежен до галактики, возраст которой составил около 11 миллиардов лет. Это была древняя галактика без признаков звездообразования. Более того, сигнал пришёл с её окраин, где звездообразование по определению относительно слабое. Вероятность нахождения в таком месте и в таких условиях молодых магнетаров очень низкая. Их порождают достаточно крупные звезды, а такие по вселенским масштабам долго не живут. Поэтому могут быть иные, ещё неизвестные нам механизмы возникновения быстрых радиовсплесков.

Есть ещё один вариант, который может объяснить источник радиовсплеска из необычного места. В той далёкой галактике может быть плотное шаровое звёздное скопление. Такие скопления часто встречаются, и это не должно удивлять. В них магнетары могут сливаться, что тоже может вызвать быстрый радиовсплеск при пересечении мощных линий магнитного поля этих объектов. К сожалению, у нас нет возможности с такого расстояния выяснить подробности. Остаётся только продолжить наблюдения и надеяться зарегистрировать сигнал из более удобного для наблюдения источника.

Внутри нейтронных звёзд происходят экстремальные физические процессы, которые, вероятно, никогда не удастся изучить напрямую. Более того, это настолько компактные объекты, что они невидимы в телескопы. Всё, чем располагает наука, — это косвенные данные о нейтронных звёздах и возможность грубого моделирования их свойств на компьютерах. Однако при определённых усилиях точность таких моделей можно довести до высочайшего уровня.

Выбираем лучший игровой ноутбук до 100 000 рублей: сравнительное тестирование 7 интересных моделей

Репортаж с IEM Cologne Major 2026: Жаб Жабыч, триумф NiKo и главные сенсации мейджора по CS2

Обзор Ryzen 9 9950X3D2: правильный 16-ядерник с 3D-кешем

Умные помощники: обзор ИИ-сервисов для обработки изображений. Часть 2, актуализированная

Обзор Infinix GT 50 Pro: геймерский смартфон со встроенной СЖО

Комбинированное изображение Крабовидной туманности с нейтронной звездой в видимом, инфракрасном и рентгеновском диапазоне. Источник изображения: NASA

До ближайшей нейтронной звезды от Земли около 400 световых лет. У нас нет, и в течение тысяч лет не появится технологий, позволяющих отправить туда исследовательскую станцию. На таком расстоянии никакой телескоп не сможет разглядеть нейтронную звезду диаметром всего 20 км. Кроме того, в земных условиях невозможно воспроизвести физические параметры внутри нейтронной звезды, где плотность вещества в несколько раз превышает плотность атомных ядер.

Качественный прорыв в моделировании нейтронных звёзд, вероятно, станет возможным с появлением мощных квантовых симуляторов. Однако уже сегодня у нас есть суперкомпьютеры и развитая квантовая математика, что может быть достаточным для углублённого анализа физики нейтронных звёзд. По крайней мере, об этом недавно заявили учёные из Университета Колорадо в Боулдере и Массачусетского технологического института.

Внутренние свойства нейтронной звезды, такие как давление и плотность, определяются уравнениями квантовой хромодинамики (КХД), которые описывают сильное взаимодействие между протонами, нейтронами и составляющими их кварками. Однако эти уравнения нельзя решить для всей нейтронной звезды. Упрощая ряд переменных, учёные могут решать уравнения для внешнего слоя звезды и её ядра, но промежуточный слой до сих пор описывался лишь аппроксимацией. Прямого решения не существовало.

Чтобы обойти это ограничение, исследователи применили другой подход — квантовую хромодинамику на решётке. Но и здесь не обошлось без уловки. КХД на решётке также не позволяет напрямую решать уравнения для всего объёма нейтронной звезды. Уравнения становятся решаемыми, если принять во внимание изоспин — характеристику, отличающую протоны от нейтронов знаком зарядовых состояний.

Используя предложенную модель описания нейтронных звёзд, учёные установили пределы размеров этих объектов и получили новые строгие ограничения для свойств их внутренней части. Одним из выводов этой работы стало предположение, что массы нейтронных звёзд могут превышать две солнечные массы, что ранее считалось теоретическим пределом для таких объектов. Расчёты на суперкомпьютере предоставили множество интересных данных. Однако без следующего шага — подтверждения вычисленных свойств нейтронных звёзд с помощью астрофизических наблюдений — эти результаты остаются перспективной гипотезой и инструментом для поиска новых путей их изучения. И это уже немалое достижение.

Группа учёных из Массачусетского технологического института (MIT) на шаг приблизилась к разгадке источника загадочных радиосигналов — быстрых радиовсплесков (FRB) мощностью в сотни миллионов солнц продолжительностью несколько миллисекунд. Это близко к пределу мощности энергии, на который только способна физика нашей Вселенной. Исследователи впервые проследили радиосигнал до вероятного источника — магнетара, удалённого от нас на 200 млн световых лет.

Репортаж с IEM Cologne Major 2026: Жаб Жабыч, триумф NiKo и главные сенсации мейджора по CS2

Умные помощники: обзор ИИ-сервисов для обработки изображений. Часть 2, актуализированная

Выбираем лучший игровой ноутбук до 100 000 рублей: сравнительное тестирование 7 интересных моделей

Обзор Infinix GT 50 Pro: геймерский смартфон со встроенной СЖО

Обзор Ryzen 9 9950X3D2: правильный 16-ядерник с 3D-кешем

Художественное представление быстрого радиовсплеска от магнетара. Источник изображения: Daniel Liévano, MIT News

Магнетары считаются наиболее вероятными источниками FRB. Однако поймать их непросто. Во-первых, это нейтронные звёзды — фактически угли от бывших звёзд. Такие не увидеть в телескоп, особенно если они за миллионы и миллиарды световых лет от Земли. Во-вторых, быстрые радиовсплески не повторяются, поэтому отследить и предсказать их источник заранее нельзя. Учёным остаётся только анализировать записанный сигнал. И кое-что в этом сигнале даёт подсказку, где искать его загадочный источник.

В записи радиосигнала есть информация о его поляризации. Когда радиосигнал и другое излучение проходят через пространство, они ионизируют встречающиеся на пути атомы газа и пыли. Это заставляет излучение как бы мерцать, что называется термином сцинтилляция. Также излучение приобретает ту или иную поляризацию, из характеристики которой можно сделать вывод о происхождении сигнала.

Исследователи взяли в разработку быстрый радиовсплеск FRB 20221022A, обнаруженный в 2022 году. Они смогли проследить его до источника, удалённого на 200 млн световых лет от нас. Анализ поляризации и «мерцания» сигнала позволили сузить область его происхождения до пространства 10 000 км в поперечнике. Это как измерить ширину спирали ДНК (2 нм) с Земли на поверхности Луны. Поиск иголки в стогу сена по сравнению с этим покажется лёгкой задачкой.

Поляризация FRB 20221022A обнаружила признаки испускания сигнала от вращающегося источника, каким по совокупным признакам может быть только магнетар — нейтронная звезда с мощнейшими во Вселенной магнитными полями. Исследователи считают, что это на сегодня самое точное доказательство происхождения быстрых радиовсплесков, но до конца вопрос определённо не закрыт и потребует множества новых наблюдений.

Учёные впервые открыли факт бомбардировки Земли электронами заоблачных энергий. Такое могло произойти только в случае относительно близкого источника излучения. С наибольшей вероятностью это могла быть одна или несколько нейтронных звёзд. Установить точное направление на источник нельзя — электроны легко следуют изгибам магнитных линий и могли прилететь на Землю откуда угодно.

Обзор Infinix GT 50 Pro: геймерский смартфон со встроенной СЖО

Обзор Ryzen 9 9950X3D2: правильный 16-ядерник с 3D-кешем

Умные помощники: обзор ИИ-сервисов для обработки изображений. Часть 2, актуализированная

Репортаж с IEM Cologne Major 2026: Жаб Жабыч, триумф NiKo и главные сенсации мейджора по CS2

Выбираем лучший игровой ноутбук до 100 000 рублей: сравнительное тестирование 7 интересных моделей

Художественное представление пульсара. Источник изображения: NASA

Открытие сделала группа европейских учёных на основе данных, собранных за 10 лет наблюдений обсерваторией High Energy Stereoscopic System (HESS) в Намибии. Доля электронов в потоке космических частиц едва достигает 1 %. Их нелегко засечь в шуме и среди других регистраций. Также следует учитывать, что напрямую прилетевшие из космоса частицы на Земле засечь нельзя. Они сталкиваются с атомами атмосферных газов и вызывают ливень из их обломков, которые регистрируются приборами и это даёт возможность восстановить картину того, что прилетело на самом деле.

Энергии электронов традиционно маленькие — порядка сотен гигаэлектронвольт. В данных обсерватории HESS были обнаружены электроны с энергией 40 ТэВ, что на порядки выше обычного. Важно отметить, что источник этих высокоэнергичных частиц не мог быть слишком далёким, поскольку электроны быстро теряют энергию при путешествии по Вселенной.

Расчёты показали, что частицы испустил неизвестный объект в пределах нескольких тысяч световых лет от Земли. На подобное действие способны нейтронные звёзды — компактные объекты с чрезвычайно сильными магнитными полями (пульсары, если точнее). Поскольку точное направление на источник установить невозможно, остаётся только догадываться, была ли это одна звезда или несколько.

В свежей работе, опубликованной на днях в журнале в Astronomy & Astrophysics, учёные рассказали о месяцах наблюдений за взрывом после слияния двух нейтронных звёзд. Это как Большой взрыв в миниатюре, выяснили астрофизики, которые час за часом восстановили происходящие во время взрыва и после него процессы, включая рекомбинацию электронов с атомами и образование материи.

Обзор Infinix GT 50 Pro: геймерский смартфон со встроенной СЖО

Обзор Ryzen 9 9950X3D2: правильный 16-ядерник с 3D-кешем

Умные помощники: обзор ИИ-сервисов для обработки изображений. Часть 2, актуализированная

Репортаж с IEM Cologne Major 2026: Жаб Жабыч, триумф NiKo и главные сенсации мейджора по CS2

Выбираем лучший игровой ноутбук до 100 000 рублей: сравнительное тестирование 7 интересных моделей

Художественное представление взрыва килоновой. Источник изображения: ESO

Уникальное событие удалось обнаружить и идентифицировать 17 августа 2017 года. Двумя неделями ранее начал работать третий детектор гравитационных волн — франко-итальянская обсерватория Virgo. В дополнение к двум детекторам американской гравитационно-волновой обсерватории LIGO, появление третьего детектора позволило с небывалой доселе точностью локализовать источник гравитационных волн. Так было зафиксировано событие GW170817 — гравитационно-волновой всплеск от слияния двух нейтронных звёзд.

Когда две нейтронные звезды слились, это привело к величайшему взрыву, что теперь принято называть килоновой. Энергия подобных взрывов может в 1000 раз превышать яркость взрыва обычных сверхновых. Это событие получило свой собственный индекс — AT2017gfo, хотя оно является производным от слияния нейтронных звёзд.

Благодаря быстрой локализации события и последующим наблюдениям за ним десятками наземных и космических обсерваторий во всех возможных диапазонах, удалось собрать множество данных, первое комплексное осмысление которых появляется лишь теперь, спустя семь лет после события. И целое оказывается невероятно познавательным, даже несмотря на то, что даже по первым результатам оно было признано прорывом в астрономических наблюдениях.

По признанию учёных, они практически наблюдали за событиями Большого взрыва в миниатюре. Сегодня мы регистрируем реликтовое излучение вокруг себя, а почасовое наблюдение за килоновой AT2017gfo позволило увидеть процессы до его появления, во время и после него. Учёные наблюдали, как из горячей плазмы, когда ещё не было никакой материи в месте взрыва килоновой, электроны начали объединяться с атомами (рекомбинировать) и образовывать нейтральные атомы — тяжёлые элементы, которые во Вселенной рождаются только во время подобных «энергичных» событий.

В послесвечении события AT2017gfo учёные обнаружили стронций и другие тяжёлые металлы. В звёздах энергии термоядерного синтеза хватает лишь на образование атомов железа. Во время взрыва килоновой температура поднялась до миллиардов градусов, что можно соотнести с температурой Большого взрыва, после которого также начали образовываться атомы тяжёлых металлов. Такого нельзя воспроизвести ни в одной земной лаборатории. И небесных лабораторий для наблюдений таких процессов пока не так много. Но событие AT2017gfo показало, что мы можем экспериментальным (наблюдательным) путём доказывать базовые теории рождения и эволюции Вселенной. И даже наблюдать «Большой взрыв» и его последствия.

Астрономы из Дании в ходе наблюдения за двойной рентгеновской системой обнаружили признаки рекордной характеристики у центрального партнёра — нейтронной звезды, вокруг которой вращается белый карлик. Одна из зарегистрированных термоядерных вспышек на объекте сопровождалась колебанием интенсивности на частоте 716 Гц. Это означает, что нейтронная звезда вращается вокруг своей оси с частотой 716 оборотов в секунду, что на сегодня является абсолютным рекордом.

Обзор Ryzen 9 9950X3D2: правильный 16-ядерник с 3D-кешем

Выбираем лучший игровой ноутбук до 100 000 рублей: сравнительное тестирование 7 интересных моделей

Умные помощники: обзор ИИ-сервисов для обработки изображений. Часть 2, актуализированная

Обзор Infinix GT 50 Pro: геймерский смартфон со встроенной СЖО

Репортаж с IEM Cologne Major 2026: Жаб Жабыч, триумф NiKo и главные сенсации мейджора по CS2

NICER на МКС. Источник изображения: NASA

Двойная система 4U 1820-30 является одним из самых привлекательных кандидатов для наблюдения. Она удалена от Земли на 26 тыс. световых лет в направлении центра Млечного Пути и расположена в созвездии Стрельца. Белый карлик находится очень близко к нейтронной звезде и совершает один оборот вокруг неё за 11 минут. Диаметр нейтронной звезды составляет примерно 12 км, а её масса — в 1,4 раза больше солнечной. Такая система называется барстером. Нейтронная звезда перетягивает массу компаньона, а когда та накапливается до критического уровня, происходит термоядерный взрыв, сопровождающийся рентгеновской вспышкой.

За системой велось наблюдение рентгеновским телескопом NASA NICER, установленным на МКС. Группа DTU Space из Технического университета Дании создавала систему наведения для этого инструмента. Из 15 зарегистрированных термоядерных взрывов один указал на возможную скорость вращения нейтронной звезды — 716 оборотов в секунду. Ранее была обнаружена только одна нейтронная звезда с такой же скоростью вращения — радиопульсар PSR J1748−2446ad. Впрочем, рекордную скорость вращения 4U 1820-30 ещё предстоит подтвердить в будущих наблюдениях. Тем не менее полученные данные вносят ещё больше ясности в природу нейтронных звёзд.

Группа физиков из университетов Амстердама, Принстона и Оксфорда показала, что чрезвычайно лёгкие гипотетические частицы, известные как аксионы, могут возникать в виде больших облаков вокруг нейтронных звезд. В таком случае аксионы могли бы послужить объяснением неуловимой тёмной материи и, более того, их было бы не так уж трудно наблюдать.

Репортаж с IEM Cologne Major 2026: Жаб Жабыч, триумф NiKo и главные сенсации мейджора по CS2

Умные помощники: обзор ИИ-сервисов для обработки изображений. Часть 2, актуализированная

Обзор Ryzen 9 9950X3D2: правильный 16-ядерник с 3D-кешем

Выбираем лучший игровой ноутбук до 100 000 рублей: сравнительное тестирование 7 интересных моделей

Обзор Infinix GT 50 Pro: геймерский смартфон со встроенной СЖО

Источник изображения: Университет Амстердама

Посвящённая аксионам у нейтронных звёзд работа была опубликована 17 октября в журнале Physical Review X. Она стала продолжением теоретического исследования природы аксионов, но в отличие от предыдущей работы, в которой авторы рассматривали вопрос излучения аксионов звездой, в новой работе даётся оценка аксионам, которые навсегда «зависли» у звезды.

Нейтронные звёзды создают вокруг себя и внутри настолько запредельные условия для материи, что там могут появляться редкие частицы, а материя проявляет фантастические свойства. В объект размерами 12–15 км вмещается вещество массой, равной массе Солнца. Динамо такого объекта вырабатывает чудовищное магнитное поле, а аксионы, как считается, в сильных магнитных полях превращаются в фотоны.

Аксионы предложены около 50 лет назад для устранения ряда нестыковок в физике элементарных частиц. На самом деле — это торговая марка стирального порошка (или мыла), что образно призвано «отмыть» недостатки наших знаний дочиста. В теории они очень и очень лёгкие и поэтому сложно наблюдаемые в природе или в лабораториях. Точнее, их ещё никто не наблюдал. Как обосновывают авторы работы, мы просто не знали, где их лучше всего искать. По мнению учёных, нейтронные звёзды — лучший объект для поиска аксионов.

При распаде на фотоны аксионы испускают слабый сигнал в силу своей запредельной лёгкости. Но вокруг нейтронной звезды за миллионы лет может скопиться такое невероятное облако аксионов, что оно будет излучать непрерывный и относительно легко детектируемый сигнал. Аксионы не будут падать на нейтронную звезду поголовно в силу их слабого взаимодействия с обычным веществом, поэтому аксионные облака могут являться непременным атрибутом абсолютно всех нейтронных звёзд.

Слабое взаимодействие аксионов с обычным веществом делает их неплохими кандидатами в тёмную материю. Согласно расчётам команды, облако аксионов у нейтронной звезды создаёт в локальном пространстве плотность, на двадцать порядков превышающую плотность тёмной материи. Наблюдение за облаками аксионов у нейтронных звёзд может открыть множество секретов в физике элементарных частиц и пролить свет на тёмную материю. Кстати, во время смерти нейтронной звезды облако аксионов может произвести характерную колоссальную вспышку, которую тоже можно наблюдать нашими инструментами.

Возможность существования аксионных облаков также открывает массу направлений в теоретической физике от моделирования динамики нейтронных звёзд с учётом их влияния до описания поведения самих облаков. Основы для необходимых расчётов и наблюдений уже заложены, но нужна дополнительная работа, включая численное моделирование.

Наука всё ещё блуждает в потёмках в поисках источника быстрых радиовсплесков (FRB), впервые открытых в 2007 году. За несколько миллисекунд что-то из глубин Вселенной посылает радиоимпульс мощностью, сравнимой с тремя днями солнечного излучения. У учёных есть мысли о происхождении всплесков и одна из гипотез получила хорошее подтверждение.

Репортаж с IEM Cologne Major 2026: Жаб Жабыч, триумф NiKo и главные сенсации мейджора по CS2

Умные помощники: обзор ИИ-сервисов для обработки изображений. Часть 2, актуализированная

Обзор Ryzen 9 9950X3D2: правильный 16-ядерник с 3D-кешем

Обзор Infinix GT 50 Pro: геймерский смартфон со встроенной СЖО

Выбираем лучший игровой ноутбук до 100 000 рублей: сравнительное тестирование 7 интересных моделей

Источник изображения: Robert Lea / space.com

В журнале Nature группа астрономов опубликовала статью, в которой сообщила об обнаружении слабого источника радиосигнала из предполагаемого пространства одного из прежних всплесков: FRB 20201124A на удалении примерно 1,3 млрд световых лет от нас. Обнаружить слабый радиосигнал помог радиотелескоп Very Large Array в США. Радиосигнал исходит от слабосветящейся туманности в месте предполагаемого источника быстрого радиовсплеска.

Авторы исследования пояснили, что обнаруженное очень слабое радиоизлучение имеет связь с диапазонами излучения импульсов быстрых радиовсплесков. Это позволило учёным создать собственную «модель туманности», в недрах которой рождаются быстрые радиовсплески. В частности, предложенная модель предсказывает, что радиоизлучение пространства создаётся пузырём плазмы (ионизированного газа) с «двигателем» процесса в центре пузыря. За вспышки ответственность несёт «двигатель», а сами вспышки раздувают пузырь газа (плазмы) вокруг него.

«Открытие позволяет нам приписать происхождение быстрых радиовсплесков остаткам массивных звезд, — делают выводы учёные. — Наше открытие о непрерывном излучении, связанном с определённым FRB, позволяет нам лучше понять среду их источника, подразумевая, что центральный привод, производящий вспышки, также должен быть способен раздувать плазменный пузырь с помощью ветра [из заряженных частиц]».

«Лучшим кандидатом для объяснения этих свойств на данный момент является магнетар, чрезвычайно намагниченная нейтронная звезда», — заключают исследователи.

Магнетары являются частным случаем нейтронных звёзд — сжавшихся всего до 19 км ядер некогда гигантских умерших звёзд в 8 и более раз больше Солнца. Одна чайная ложка вещества нейтронной звезды весила бы 1 млрд тонн. За счёт уменьшения диаметра объекта, скорость нейтронных звёзд может достигать 700 об/с. Также физическое сжатие ядра приводит к невообразимому росту магнитного поля.

Это очень ценные объекты для изучения физики в экстремальных условиях, которые мы никогда не сможем повторить в лабораториях на Земле. Более того, изучение нейтронных звёзд может открыть путь к новой физике. Поэтому так важно понять или привязать быстрые радиовсплески к магнетарам или иным источникам, если таковые есть. А они могут быть! Некоторые быстрые радиовсплески повторяются — такое очень редко, но бывает. Учёные не исключают, что повторяющиеся FRB и разовые могут иметь разное происхождение.

Новое открытие позволяет ещё раз взглянуть на вероятные источники быстрых радиовсплесков для получения ранее пропущенных особенностей поведения пространства в радиодиапазоне в районе событий. Пузыри мёртвых звёзд оказались ценным следом, ведущим к магнетарам.