Австралийские астрономы, работающие с радиотелескопом ASKAP, поделились с изданием The Conversation забавной историей из своей научной практики. Около полудня 13 июня 2024 года они просматривали небо и заметили яркую вспышку радиоволн, источник которой находился сравнительно недалеко, в пределах нашей галактики. Об этом говорило отсутствие дисперсии — временной задержки между высокими и низкими частотами. Если бы объект находился далеко, дисперсия бы проявилась. Здесь же все говорило о том, что радиовсплеск произошел максимум в нескольких сотнях световых лет от нас — по космическим меркам рукой подать.
Для справки: диаметр Млечного Пути составляет 105,7 тысяч световых лет (около 30 килопарсек или 9*1017 километров. Толщина нашей спиральной галактики в 100 раз меньше ее диаметра — не более 1000 световых лет.
Быстрые радиовсплески (fast radio bursts) — одно из самых энергетически мощных явлений во Вселенной. В ходе такой вспышки за секунду может выделиться энергия, равная той, что Солнце генерирует в течение 30 лет. Предполагается, что источниками всплесков являются магнетары — сильно намагниченные, богатые тяжелыми элементами ядра массивных мертвых звезд, или столкновения таких «останков». Так или иначе, быстрые вспышки служат одним из инструментов поиска так называемой «пропавшей материи» (missing matter) во Вселенной.
Когда ученые решили внимательнее изучить область радиовсплеска, их ждал сюрприз — сигнал исчез. В той точке, откуда он пришел, не было ничего интересного. Потребовалось два месяца проб и ошибок, прежде чем астрономам удалось понять с чем они столкнулись.
ASKAP состоит из 36 антенн, которые можно объединить в один гигантский зум-объектив диаметром шесть километров. Как и в случае с зум-объективом на фотоаппарате, если вы попытаетесь сфотографировать что-то слишком близко, изображение получится размытым. Только убрав некоторые антенны из анализа, искусственно уменьшив размер «объектива», исследователи наконец получили изображение вспышки.
Но успех никого не обрадовал — скорее, разочаровал. Характер размытия сигнала говорил о том, что его источник находился не в сотнях и даже не в десятках световых лет от Земли, а где-то совсем рядом. И все же этот всплеск ученых заинтриговал. Во-первых, он был быстрым. Самый скоротечный из известных быстрых радиовсплесков длился около 10 миллионных долей секунды. Этот всплеск состоял из чрезвычайно яркого импульса, длившегося несколько миллиардных долей секунды, и двух более тусклых последующих импульсов общей продолжительностью 30 наносекунд. Так откуда же взялся этот удивительно короткий и яркий всплеск?
Проведя дополнительную аналитическую работу, ученые оценили расстояние до потенциального источника в 4500 км. И в том направлении, на том расстоянии, в то время был только один объект — заброшенный спутник под названием Relay-2. Это был один из первых телекоммуникационных спутников. Запущенный Соединенными Штатами в 1964 году, он проработал до 1965 года, а к 1967 году его бортовые системы полностью вышли из строя.
Но как мертвый спутник смог вызвать этот взрыв? Существуют прецеденты, когда некоторые спутники, которые считались мертвыми, снова начинают работать. Их называют «спутниками-зомби». Но это был не тот случай. Ни одна система на борту Relay-2 никогда не могла генерировать наносекундный всплеск радиоволн, даже когда он был жив.
По мнению ученых, наиболее вероятной причиной был электростатический разряд. Cпутники подвергаются воздействию космической плазмы, они могут накапливать заряд. И этот накопленный заряд может внезапно разрядиться, вызвав всплеск радиоволн.
Однако все известные электростатические разряды длятся в тысячи раз дольше, чем полученный сигнал, и чаще всего происходят, когда магнитосфера Земли очень активна. А в момент получения сигнала магнитосфера была на удивление спокойной.
Другой возможной причиной является столкновение спутника с микроскопическим метеороидом — крошечным кусочком космического мусора, — подобное тому, что произошло с телескопом «Джеймс Уэбб» в июне 2022 года. Согласно расчетам, метеороид весом 22 микрограмма, движущийся со скоростью 20 км/с или более и столкнувшийся с Relay-2, мог бы вызвать такую сильную вспышку радиоволн. Впрочем, вероятность того, что зафиксированный наносекундный всплеск был вызван подобным событием, не превышает 1%.
В итоге загадка оказалась разгадана лишь частично. Астрофизики убедились, что радиовсплеск не связан с Большим космосом, и со значительной долей вероятности определили его источник. Но вот что заставило мертвый спутник состязаться по мощности излучения с магнетарами, остается неясным.
В заключении авторы публикации отметили, что радиотелескопы подобные ASKAP при необходимости можно использовать для отслеживания объектов на околоземной орбите. Так можно мониторить космический мусор и спутники-шпионы вероятного или реального противника. Впрочем, кто-то наверняка скажет, что использовать для этого радиотелескоп — то же самое, что стрелять из нейтронной пушки по воробьям.
