Astronomové se zaměřili na jeden z nejaktivnějších zdrojů rychlých rádiových záblesků. Jeho chování posouvá hranice současné fyziky

Rychlé rádiové záblesky (fast radio bursts, FRB) patří k největším záhadám moderní astronomie. Jde o extrémně krátké, jen milisekundy trvající, ale přitom neuvěřitelně energetické záblesky rádiového záření přicházející z velmi vzdálených koutů vesmíru. Navzdory ohromnému úsilí mnoha odborníky zůstává jejich skutečná povaha stále záhadou. Ve hře je celá řada vysvětlení, od synchrotronového záření mladých magnetarů v pozůstatcích supernov až projevy hrotů kosmických strun.

Mezinárodní tým astronomů, který vedl Thomas C. Abbott z kanadské McGillovy univerzity, s využitím radioteleskopu Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment (CHIME) po delší dobu sledoval velmi aktivní zdroj opakujících se rychlých rádiových záblesků označovaný jako FRB 20220912A.

Na hranici současných modelů

Už první pozorování ukázala, že nejde o běžný FRB: jde o tzv. „opakující se“ zdroj, který vysílá záblesky opakovaně – a navíc v extrémním tempu. V některých případech bylo zaznamenáno až 390 záblesků za hodinu. Takto vysoká aktivita už začíná být problémem pro některé teoretické modely, zejména ty, které předpokládají magnetary jako zdroj – protože celková vyzářená energie je na hranici toho, co tyto objekty zvládnou vysvětlit.

Aby vědci získali detailnější data, použili speciální režim radioteleskopu nazývaný CHIME/Pulsar. Ten umožňuje sledovat zdroj s vysokým časovým rozlišením a zároveň eliminovat některé systematické chyby běžného pozorování. Na rozdíl od standardního režimu dokáže CHIME/Pulsar „zaměřit“ zdroj pomocí digitálně vytvářených paprsků a sledovat ho kontinuálně při jeho pohybu po obloze. Navíc zaznamenává data s extrémní přesností – až na úrovni desítek mikrosekund – což je ideální pro zachycení velmi krátkých rádiových záblesků.

Během zhruba 200 hodin pozorování se podařilo zaznamenat celkem 828 záblesků. To odpovídá průměrné frekvenci asi 4 záblesky za hodinu, ale realita je mnohem dynamičtější. Zdroj totiž záblesky nevysílá rovnoměrně. V prvních deseti týdnech pozorování byl výrazně aktivnější, zatímco později jeho aktivita klesla. Navíc se ukázalo, že časové rozestupy mezi jednotlivými záblesky mají tzv. bimodální rozdělení – tedy že existují dvě typické „rychlosti“ výskytu. V některých dnech dochází k náhlým „erupcím“ aktivity, kdy počet záblesků výrazně převyšuje průměr.

Energetická záhada

Jedním z klíčových výsledků studie je zjištění, že tzv. disperzní míra (ukazatel množství materiálu mezi námi a zdrojem) u tohoto FRB postupně roste – a to lineárně rychlostí 1,4 pc/cm³ za rok. To naznačuje, že se prostředí kolem zdroje mění, například vlivem rozpínající se mlhoviny nebo pohybu v hustém prostředí.

Zároveň ale tzv. rotační míra – která by odrážela vliv magnetického pole v okolí – zůstává téměř nulová. To je neobvyklé, protože u jiných aktivních FRB bývá výrazná. Tento kontrast naznačuje, že FRB 20220912A se nachází v unikátním prostředí, které se liší od dosud studovaných případů.
Celková energie vyzářená tímto zdrojem je ohromující: minimálně 10 septilionů ergů (tj. číslo s 43 nulami). Takové množství energie představuje pro teoretické modely velkou výzvu.

Autoři studie naznačují, že by to mohly vysvětlit extrémní varianty magnetarů – například s velmi silným dipólovým magnetickým polem, složitou strukturou pole na povrchu nebo extrémně silným polem uvnitř hvězdy. Pokud je zdrojem skutečně magnetar, musí jít o velmi neobvyklý exemplář.