В США физики смоделировали среду, где зарождаются загадочные радиовсплески

Американские физики из Принстонского университета придумали способ воспроизвести в лаборатории то, что, как они думают, происходит на первых стадиях быстрых радиовсплесков — единичных радиоимпульсов из космоса неясной природы длительностью в несколько миллисекунд. Статья об этом опубликована в журнале Physics of Plasmas.

Быстрые радиовсплески — одна из самых больших космических загадок текущего времени. Это чрезвычайно мощные, но при этом и очень короткие всплески электромагнитного излучения в радиодиапазоне, типичная энергия которых, высвобождаемая за миллисекунды, сопоставима с той, что Солнце испускает за несколько дней. В апреле 2020 года астрофизики, ломавшие голову над этой загадкой, сумели все же получить какую-то зацепку и связать одну из таких коротких мощных радиовспышек внутри Млечного Пути с магнитаром — крайне сильно намагниченным остатком погибшей звезды, нейтронной звездой, магнитное поле которой примерно в тысячу раз мощнее, чем у обычной нейтронной звезды, в квадриллионы раз превосходя при этом геомагнитное поле. «Наша лабораторная плазменная симуляция — это мелкомасштабный аналог среды магнитара, — утверждает ведущий автор статьи Кенан Цюй из Принстонского университета в интервью изданию Science Alert. — Это позволяет нам анализировать подобное явление с точки зрения теории квантовой электродинамики (КЭД)».

Ученые считают, что быстрые радиовсплески являются результатом взаимодействия между сверхмощным магнитным полем, настолько сильным, что оно искажает форму магнитара, и внутренним давлением, создаваемым экстремальной гравитацией нейтронной звезды. Магнитное поле способствует превращению вакуума в пространстве, окружающем магнитар, в соответствии с КЭД, в плазму, состоящую из материи и антиматерии — пар отрицательно заряженных электронов и положительно заряженных позитронов. Эта экзотическая, так называемая парная плазма сильно отличается от обычной плазмы, состоящей из электронов и гораздо более тяжелых ионов, и ведет себя совершенно иначе. Пары заряженных частиц в парной плазме имеют равные массы и спонтанно аннигилируют друг друга. «Вместо того, чтобы имитировать мощное магнитное поле, мы используем сильный лазер, — объясняет Цюй. — Он преобразует энергию в парную плазму через так называемые каскады КЭД». В перспективе создание и наблюдение за поведением такой парной плазмы в лаборатории позволит проводить эксперименты для проверки различных теорий, связанных с быстрыми радиовсплесками, которые зарождаются в подобной среде.