В Пущино открыли первые FRB на 111 МГц

[Foma]

ATel #11932: First detection of FRBs at the frequency 111 MHz at the radio telescope BSA LPI

В архивных данных за 2012-2018 гг, полученных на 111 МГц радиотелескопе в Пущино, удалось найти несколько быстрых радиовсплесков (fast radio burst, FRB) - впервые на столь низкой частоте (до этого почти все FRB регистрировались на 1.4 ГГц и лишь некоторые на 600-800 МГц). Всего было обнаружено 3 события, из которых наиболее интересны первые два.

FRB 151018 (01:05:48 2015-10-18 UTC): the pulse has coordinates RA(J2000) = 05:21:00 and DEC(J2000) = +33:06:00. Dispersion measure is 570 pc/cm^3+/-5 pc/cm^3 (DM_Gal=275 pc/cm^3 in accordance with the YMW16 model). A signal-to-noise ratio S/N ~ 6.2. The peak flux density is ~ 1.4 Jy according to our estimates. Width of pulse is ~ 2.5 s.

FRB 160920 (03:05:43 2016-09-20 UTC): the pulse has coordinates RA(J2000) = 05:34:00 and DEC(J2000) = +41:45:00. Dispersion measure is 1767 pc/cm^3+/-4 pc/cm^3 (DM_Gal=250 pc/cm^3 in accordance with the YMW16 model). A signal-to-noise ratio S/N ~ 9.1. The peak flux density is ~ 0.22 Jy. Width of pulse is ~ 5 s.
.

Координаты FRB 151018 близки к FRB 121102 - единственному известному источнику повторяющихся быстрых радиовсплесков, которым скорее всего является молодая нейтронная звезда в карликовой галактике в 972 Мпк от нас. Обнаружение всплесков на низких частотах позволяет оценить общий спектр излучения, а значит и сделать выводы о его механизмах.
Вслеск FRB 160920 отличается очень высокой мерой дисперсии, DM=1767 пк см^-3. Эта величина равна полному числу электронов на луче зрения от объекта до наблюдателя и характеризует количество вещества, через которое пришлось пройти излучению. Если бы источник всплеска находился в нашей галактике, его DM  была бы не более  250 пк см^-3. Стало быть  FRB 160920 имеет сугубо внегалактическое происхождение. Причем очень внегалактическое. DM~1500-2000 пк см^-3 соответствует красному смещению z~1.5-2 - это один из самых дальних FRB, которые когда-либо регистрировались.
Также стоит отметить продолжительность всплесков: от 2 до 5 с. Они не очень "быстрые", если сравнивать с классическими миллисекундными FRB на 1.4 ГГц, что опять-таки связано с дисперсионными эффектами, которые на низких частотах несравнимо сильнее.

[Штрель > 1]

В ПРАО на радиотелескопе БСА Обнаружено еще девять радиовсплесков.

[Foma]

arXiv:2203.15540: Pushchino multibeam pulsar search: I. Targeted search of weak pulsars
arXiv:2203.13597: Pushchino multibeam pulsar search -- II. Long-term variability of RRATs
arXiv:2204.04933: Search for Dispersed Pulses at Declinations from +56 to +87
arXiv:2204.09489: Search for pulsars in the summed power spectra at a frequency of 111 MHz
arXiv:2204.06785: Search for periodic emission of five gamma-ray pulsars at the frequency of 111 MHz
arXiv:2204.07348: Search for periodic radio emission of gamma pulsar J0357+3205

В последний месяц в Архиве появилась серия статей группы Тюльбашева по результатам обзора БСА на 111 МГц, подводящая предварительные итоги обработки данных за 2012-2021 г. Перипетии этого без преувеличения фундаментального труда можно понять из видео прошлогоднего семинара в МФТИ на ту же тему. Если вкратце, в виду дефицита вычислительных мощностей пока освоены лишь данные с низким временным разрешением (100 мс), более качественные 12.5 мс данные еще ждут своего часа. Людей тоже не хватает, но главное сделано - отработана методика и получены первые результаты по пульсарам и смежным вещам.
В части пульсаров на БСА давно возлагались большие надежды, за счет большого времени накопления (~100 часов) и большой полосы обзора итоговая эффективность должна была перекрыть и LOFAR, и Аресибо и даже великий китайский FAST. Однако ввиду вышеприведенных сложностей пока было обнаружено лишь ~100 пульсаров, из них всего 10 новых. Это число могло бы быть сильно больше, но многие новинки были независимо опубликованы китайцами буквально накануне. Зато в чем БСА оказалась сильна, так это в поиске экзотики. Значительную часть находок составляют пульсары вспыхивающие, с гигантскими импульсами, с нуллингами - все, что дает мощные, но редкие и нерегулярные всплески, которые тяжело выловить обычными методами. Определенный интерес также представляет первая в своем роде регистрация некоторых уже известных пульсаров в низкочастотном диапазоне, в том числе обнаружение на 111 МГц радиоизлучения от гамма-пульсара J0357+3205.
Едва ли не больше пульсаров на БСА найдено вращающихся радиотранзиентов, RRAT, сильно замагниченных нейтронных звезд, дающих эпизодические импульсы. Здесь есть несколько новых находок и накоплена большая статистика по характеристикам всплесков. Обнаружилось даже, что ряд источников предпочитают давать импульсы во вполне определенное время года. Это оказалось связано с мерцаниями на межпланетной плазме. Когда источник находится на элонгации 20-40 градусов от Солнца, неоднородности солнечного ветра могут работать как небольшие линзы, значительно усиливая сигнал и позволяя обнаруживать импульсы чаще. Такое возможно только на низких частотах и ранее не наблюдалось.
Полный перечень открытий и результатов можно посмотреть на сайте проекта.

От себя добавлю, что за RRAT, обнаруженными на БСА, вероятно могут скрываться уникальные объекты. Например, RRAT J1841-0448, от которого было зарегистрировано >10 импульсов (arXiv:1807.07565), Его координаты RA=18h 41m 10 (±20 s) DEC=-04h 48m 00s (±25m) совпадают с координатами объекта AXP 1E 1841-045 : RA=18 41 19.29 DEC= -04 56 11.4. Это аномальный рентгеновский пульсар (магнетар) с периодом P=11.766 с, открытый еще в 80х и локализованный Chandra в 2004, до сих наблюдался только в рентгене и гамма. А теперь возможно обнаружен еще и в радио - редкий случай для магнетара.

[Foma]

В Пущино опять открыли FRB на 111 МГц, соответствующий доклад сделан Тюльбашевым в декабре на конференции "Астрофизика высоких энергий сегодня и завтра - 2023" (см видео на youtube). Радиовсплеск FRB 20190203 был зарегистрирован в 02:18:10 3 февраля 2019 г в районе RA=205°, DEC=35°. Он отличается высокой яркостью (20 Ян) и выглядит заметно более достоверным, чем ранние заявки про FRB на БСА в 2018-2019 гг. Мера дисперсии всплеска DM=134.4 пк см^-3, расстояние до источника оценивается в 700 Мпк (z=0.17). По стечению обстоятельств в момент события тот же участок неба наблюдала рентгеновская обсерватория INTEGRAL, но ничего не заметила.


(вверху) динамический спектр, (внизу) сумма всех частотных каналов без учета дисперсии (синяя) и с учетом дисперсии (красная)

В общем, все как у типичного FRB, но в очень низкочастотном диапазоне, что большая редкость. До этого единственным подобным примером была регистрация на LOFAR'е всплесков повторяющегося FRB 20180916B вплоть до 110-115 МГц (arXiv:2305.06393).

[NotSodern]

По стечению обстоятельств в момент события тот же участок неба наблюдала рентгеновская обсерватория INTEGRAL, но ничего не заметила.

это значит другие телескопы(оптические) не поддерживают этот? или все были заняты?

[Foma]

По стечению обстоятельств в момент события тот же участок неба наблюдала рентгеновская обсерватория INTEGRAL, но ничего не заметила.

это значит другие телескопы(оптические) не поддерживают этот? или все были заняты?

Насколько я понимаю, на БСА нет возможности обрабатывать данные в реальном времени. Нет вычислительных мощностей или денег на аренду ресурсов в облаке, не знаю. Сам всплеск был обнаружен в ходе анализа где-то в 2022-2023 гг, когда оперативная поддержка была уже неактуальна. Просто сравнили одни архивы с другими и сделали выводы.

[Радист]

до этого почти все FRB регистрировались на 1.4 ГГц

Это радары ГА инопланетян . Надо делать решетку на этот диапазон.