Астрономы со всего света пытаются решить загадку быстрых радиоимпульсов – невероятно мощных миллисекундных вспышек радиоволн, идущих к нам откуда-то из-за пределов Солнечной системы. Мы до сих пор не выяснили, что они собой представляют. Мы даже не знаем точно, откуда они идут, так как большинство из обнаруженных на данный момент источников в большинстве случаев излучают их лишь один раз. Однако ученые считают, что ответ на эту мистерию может скрываться в нейтрино, и помочь нам ее решить способен телескоп IceCube, располагающийся на Южном полюсе.
Впервые о быстрых радиоимпульсах (FRB) мы узнали в 2007 году, когда они были обнаружены в записанных данных радионаблюдений австралийской Обсерваторией Паркса еще в 2001 году. Первый быстрый радиоимпульс в режиме реального времени был получен лишь в 2015 году, опять же той же обсерваторией. А чуть позже было обнаружено и записано почти два десятка источников этих FRB.
«Это настоящий новый вид астрономических событий. Нам очень мало известно об этих сигналах в целом», — говорит физик Джастин Ванденеброк из Висконсинского университета, работающий с телескопом IceCube.
Установка IceCube представляет собой оптический телескоп, специально разработанный для обнаружения нейтрино – странных элементарных частиц, практически не обладающих массой, почти никогда не взаимодействующих с обычной материей, да еще и двигающихся почти со скоростью света. Ученые считают, что частицы нейтрино могут образовываться в результате высокоэнергетических событий и катаклизмов вроде столкновения черных дыр, скоплений галактик или выбросов гамма-излучения.
Для определения этих крошечных частиц в чистой, сухой и стабильной атмосфере Южного полюса IceCube использует 5160 оптических модулей с невероятно большим углом обзора. Когда радиотелескоп определяет FRB-сигнал, команда телескопа IceCube может параллельно начинать сбор собственных данных для проверки активности нейтрино. К настоящему моменту этот метод уже использовался в 30 случаях FRB-сигналов, включая 17 сигналов FRB 121102. Все они объединены общим названием, так как шли от одного и того же источника.
Проверка не показала никакой аномальной активности нейтрино, но это совсем не означает, что работа оказалась бессмысленной. Совсем напротив, она помогла сузить круг поиска, сократив те варианты источников, которые эти сигналы якобы могут отправлять.
«Благодаря этому мы исключили выбросы гамма-излучения и поставили под серьезное сомнение вариант с черными дырами», — комментирует Ванденеброк.
В течение ближайших десятилетий радиотелескопы станут еще больше и мощнее. Ожидается, что в 2020 году приступит к работе телескоп SKA (Square Kilometre Array, «Антенная решетка в квадратный километр»), который станет по-настоящему эффективным в поиске FRB-сигналов средней и низкой частоты. А только запущенный в феврале этого года новый телескоп «Австралийский следопыт квадратно-километровой решетки» (АСКАП, Australian Square Kilometre Array Pathfinder) уже успел обнаружить три новых FRB-сигнала. Ученые считают, что сигналы скоро будут обнаруживаться с большей частотой, а некоторые даже уверены, что во Вселенной подобные сигналы появляются каждую секунду.