АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2019, том 96, № 1, с. 41-50

УДК 524.338

ОБНАРУЖЕНИЕ БЫСТРЫХ РАДИОВСПЛЕСКОВ

НА РАДИОТЕЛЕСКОПЕ БСА ФИАН

Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН,

Пущинская радиоастрономическая обсерватория АКЦ ФИАН, Пущино, Россия

Поступила в редакцию 31.05.2018 г.; принята в печать 22.06.2018 г.

В работе приведены результаты поиска одиночных импульсных сигналов на радиотелескопе БСА

ФИАН на частоте 111 МГц в период с июля 2012 г. по май 2018 г. Использовался метод свертки

данных с шаблоном заданной формы и последующей сверткой с пробной мерой дисперсии. Для

анализа данных был выбран участок с центральными координатами α = 05^h32^m; δ = +41.72^◦, а также

участок неба с ранее зафиксированными импульсами FRB 121102 (α = 05^h32^m; δ = +33.1^◦). Всего в

каждом луче было обработано 355 часов наблюдений. В ходе обработки удалось зарегистрировать три

радиовсплеска с мерой дисперсии 247 пк/см³, 570

пк/см³ и 1767 пк/см³.

DOI: 10.1134/S0004629919010031

1. ВВЕДЕНИЕ

FRB 121102 находится в месте активного звездо-

образования практически в центре неправильной

В настоящее время поиск быстрых радио-

карликовой галактики на расстоянии более трех

всплесков (FRB) — одно из актуальных направле-

миллиардов световых лет [8].

ний современной астрофизики, и в первую очередь

Следует отметить, что большое внимание уде-

это связано с загадочной природой этих явлений.

ляется теоретическим моделям, сценарии которых

Первое событие FRB было зарегистрировано в

удовлетворяют всем параметрам быстрых радио-

2007 г. в архивных данных радиотелескопа обсер-

всплесков. Сейчас известно более двух десятков

ватории Паркс, полученных по программе поиска

различных моделей, но большинство исследовате-

лей выделяют ту, где явления FRB — это не что

пульсаров [1]. Естественная природа этого и других

иное, как гигантские импульсы пульсаров [9].

всплесков [2, 3] была поставлена под сомнение,

так как принятые сигналы были единичными и

На данный момент известно 33 события FRBs.

имели параметры, схожие с перитонами [4]. После

Все они имеют меру дисперсии в пределах от

регистрации повторного сигнала FRB 121102 [5]

176.4 пк/см³ до 2596.1 пк/см³. Это говорит о том,

вопрос об искусственном происхождении явления

что большинство сигналов имеют внегалактиче-

был снят, а центральное место в исследовании за-

ское происхождение. Длительность импульса всех

нял вопрос о том, какие процессы могут порождать

событий не превышает нескольких миллисекунд.

столь мощные импульсы.

Пока все обнаруженные сигналы зафиксированы

на частотах 700 МГц — 8 ГГц.

В ходе исследования явлений FRB было пред-

Одной из важных характеристик, объединяю-

ложено несколько механизмов возникновения по-

щей сигналы FRB, является их яркость: пико-

добных радиовсплесков [6, 7]. FRB 121102 — яв-

вое значение потока у подавляющего большинства

ление, которое заинтересовало многих исследо-

всплесков лежит в пределах 0.3-8 Ян. Несмотря

вателей. В связи с многократными повторениями

на сходство параметров FRB, можно выделить

события в течение нескольких лет удалось доста-

несколько особенных случаев. Так удалось зафик-

точно точно установить координаты участка неба,

сировать три всплеска, имеющих пиковое значение

откуда приходят импульсы. Эта область также

потока в несколько раз больше указанных зна-

была исследована с помощью оптических телеско-

чений. Например, для FRB 150807 эта величина

пов “Хаббл” и 8.2-метрового телескопа Subaru.

составляет 120 Ян [10].

В результате удалось определить, что источник

При анализе явлений FRB 110523, FRB 140514

^*E-mail: fedorova-astrofis@mail.ru

и FRB 150807 удалось измерить круговую и ли-

^**E-mail: rodin@prao.ru

нейную поляризацию [10]. При наблюдении сиг-

ФЕДОРОВА, РОДИН

нала FRB 121102 были трижды зафиксирова-

составляет 4-7 минут. Максимальная эффектив-

ны повторные импульсы из наблюдаемого участка

ная площадь антенны (47 000 м²) реализуется в

неба [5, 11]. В апреле 2018 г. было зафиксировано

зените и уменьшается к горизонту пропорциональ-

явление FRB 180411 с рекордным соотношением

но cos z, где z — зенитное расстояние. Температура

сигнал/шум, которое составило 411 [12]. Импульс

собственных шумов системы колеблется в преде-

был зарегистрирован с помощью радиотелескопа

лах 550-3500 К и зависит от фона неба. Преиму-

РТ-64 в Парксе (Австралия) на частоте 1.4 ГГц.

ществом радиотелескопа БСА ФИАН для поиска

Основной задачей данной работы является ана-

сигналов, аналогичных FRB, является большое

лиз массива данных, полученных на радиотелеско-

поле зрения (∽50 кв.гр.), а также непрерывный

и круглосуточный мониторинг неба и сохранение

пе БСА ФИАН в ходе патрулирования мерцаний

радиоисточников на неоднородностях межпланет-

данных на сервере для последующей их обработки.

ной плазмы, с целью обнаружения импульсных

сигналов со свойствами, аналогичными быстрым

3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

радиовсплескам.

В последующих разделах описываются техниче-

Математическое моделирование обнаружения

ские характеристики радиотелескопа БСА ФИАН,

импульсного сигнала включало в себя несколько

приводятся результаты численного моделирования

этапов. Поскольку импульсный сигнал при распро-

по обнаружению сигнала заданной формы на фоне

странении в межзвездной среде испытывает рас-

белых шумов, а также показаны результаты обра-

сеяние на неоднородностях среды, форма прини-

ботки данных в период с 2012 по 2018 г.

маемого сигнала отличается от формы начального

импульса. В нашем случае параметры модели рас-

сеяния импульсного сигнала зависят от меры дис-

2. АППАРАТУРА

персии DM, центральной частоты приема и шири-

БСА ФИАН — это меридианный радиотеле-

ны канала. Зависимость величины рассеяния им-

скоп, один из самых высокочувствительных радио-

пульса от меры дисперсии DM на частоте 110 МГц

телескопов метрового диапазона волн. С 2000 г. ра-

t_s = 0.06(DM100 )2.2 была взята из работы Кузьмина

бочий диапазон инструмента 111 МГц ± 1.25 МГц.

и др. [14]. Для моделирования сигнала была сгене-

Флуктуационная чувствительность радиотелеско-

рирована последовательность из 3000 точек, что с

па в полосе приема 2.5 МГц при временном раз-

учетом интервала выборки Δt = 0.1 с в среднем со-

решении 0.1 с составляет 140 мЯн [13]. Для ре-

ответствует 5 минутам прохождения наблюдаемого

гистрации сигнала используется многоканальный

источника через диаграмму направленности БСА.

цифровой приемник, который позволяет вести за-

Если принять модель тонкого экрана [15], то

пись сигнала в двух режимах. Первый режим за-

импульсная характеристика рассеивающей среды

писи — режим с относительно низким частотным

описывается затухающей экспонентой

разрешением с использованием шести частотных

каналов с полосой приема 415 кГц каждый. При

¹e

ts .

(1)

этом временной интервал между отсчетами состав-

t_s

ляет 100 мс. Данные, полученные в таком режиме,

используются для непрерывного мониторинга мер-

Принимаемый импульс определяется сверткой

цающих источников. При регистрации сигнала во

излученного импульса, который можно предста-

втором режиме используются 32 частотных канала

вить в виде дельта-функции, с передаточной функ-

с полосой приема 78 кГц и временным разрешением

цией среды [15]

∫

12.5 мс. Как в первом, так и во втором режимах

используется цифровая обработка сигналов на ос-

F (t) =

e-t s δ(t - τ)dτ,

(2)

t_s

нове процессора БПФ на 512 отсчетов. В рамках

данной работы использовались данные, запись ко-

где t — время задержки прихода сигнала на от-

торых велась с временным разрешением 100 мс.

дельный частотный канал. В качестве примера на

рис. 1 приводится график функции F (t), пред-

Для исследования большого числа межпланет-

ных мерцаний компактных радиоисточников в ре-

ставляющий рассеянный импульс, приходящий на

жиме мониторинга была создана стационарная 96-

каждый из шести частотных каналов. Для мо-

лучевая диаграмма направленности (ДН-3), кото-

делирования была использована величина DM =

рая перекрывает область неба от -9^◦ до 42^◦ по

= 360 пк/cм³, которая дает значение t_s = 1 c.

склонению. Ширина луча диаграммы направленно-

Принимаемый импульс, который в дополнение к

сти по половинному уровню зависит от склонения,

рассеянию испытывает дисперсионное запаздыва-

на котором находится наблюдаемый источник, и

ние в среде распространения, принимается в конеч-

находится в пределах 24^′ до 48^′. Время прохож-

ной полосе частот, что приводит к его уширению,

дения источника через диаграмму направленности

которое также можно записать в виде свертки

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№1

2019

ОБНАРУЖЕНИЕ БЫСТРЫХ

Таблица 1. Параметры зарегистрированных импульсов

Координаты Мера дисперсии,

Пиковая плот- Энергия, Рассеяние Красное

Дата

С/Ш

(J2000), α, δ

пк/см³

ность потока, Ян

Ян мс

t_s, с

смещение z

18.10.2015

0521 + 33.1

570 ± 5

6.2

1.4

3500

0.275

0.273

20.09.2016

0534 + 41.7

1767 ± 4

9.1

0.22

1100

4.33

1.973

06.06.2017

0534 + 41.7

247 ± 4

8.3

0.54

1890

0.275

0.057

принятого импульса F (t) с Π-образной функцией,

импульса и задаваемой величины С/Ш рассчи-

которая представлена в виде произведения двух

тывается уровень среднеквадратичного уклонения

функций σ(t) — функций Хевисайда (функция еди-

аддитивного шума. На рис. 3 показан пример за-

ничного скачка)

шумленных импульсных сигналов в шести частот-

ных каналах.

Π(t) = σ(t - τi-1)σ(τ_i - t),

(3)

В связи с тем, что обработка данных занимает

где τ_i — время прихода на граничной частоте i-го

достаточно продолжительное время, было решено

частотного канала. Величина Δτ = τ_i - τi-1, (i =

сравнить несколько методов выделения импульс-

= 1, 2, 3, . . . , 6) — уширение импульса в полосе. На

ного сигнала с точки зрения продолжительности

рис. 2 показаны импульсы, искаженные уширением

обработки и эффективности обнаружения. При-

в частотных каналах и смещенные из-за диспер-

менялось три подхода для выделения импульсно-

сионного запаздывания. Специально следует от-

го диспергированного сигнала: попарная кросс-

корреляция импульсов в частотных каналах с по-

метить, что величины уширения в полосе Δτ и

следующим сложением, кросс-корреляция зашум-

рассеяния t_s совершенно по-разному зависят от

ленного импульса с шаблоном с последующим

DM: ∼DM и ∼DM2.2 соответственно Δτ = t_s при

сложением и кросс-корреляция зашумленного им-

DM ≈ 320 пк/см³. Поэтому для DM ≲ 320 пк/cм³

пульса с шаблоном и сложение с компенсацией

главный вклад в размывание импульса вносит уши-

меры дисперсии (рис. 4). Из рис. 4 видно, что

рение в полосе, а для DM ≳ 320 пк/cм³ — рассея-

при одинаковом значении уровня входного шума

ние в среде.

последний способ кросс-корреляции с шаблоном

На следующем этапе на уширенный с диспер-

позволяет выделить сигнал с максимальным соот-

сионной задержкой импульс накладывались шесть

ношением сигнал/шум в сравнении с остальными

реализаций аддитивного белого шума различной

двумя. Поэтому было решено остановиться на этом

амплитуды. Для моделирования задавался различ-

методе несмотря на самое продолжительное время

ный уровень отношения сигнал/шум от 0.1 до 5,

обработки.

который соответствовал реальным наблюдениям.

В зависимости от амплитуды диспергированного

4. ОБРАБОТКА ДАННЫХ

Amp

Обработка данных проводилась в несколько

1.0

этапов. Изначально вносились поправки, учиты-

вающие небольшие отклонения плоскости распо-

0.8

ложения лучей радиотелескопа БСА ФИАН от

меридиана места, а также прецессию. Далее из

0.6

записей продолжительностью час вычитался фон,

сглаженный с помощью медианного фильтра.

0.4

Для поиска быстрых радиовсплесков обраба-

тывались записи шести частотных каналов с вре-

0.2

менным разрешением 0.1 с. Анализировались еже-

дневные данные в двух из 96 лучей диаграммы

направленности антенны в период с июля 2012 г.

-1

по май 2018 г. В первом случае использовались

t, c

записи второго луча (δ = +41.72^◦) ДН БСА. Из ча-

Рис. 1. Моделирование прихода импульсного сигнала

совой записи был выделен участок с центральными

на каждый из шести частотных каналов радиотелеско-

координатами α = 05^h32^m ± 10^m; δ = +41.72^◦. Во

па БСА ФИАН. Величина рассеяния импульса ts =

втором случае анализировался участок в 22 луче

= 1 c, что соответствует DM = 360 пк/см³.

(δ = +33.25^◦) с координатами известного явления

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№1

2019

ФЕДОРОВА, РОДИН

0.6

(a)

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

t, c

1.0

(б)

0.8

0.6

0.4

0.2

t, c

Рис. 2. а) Моделированиеискажения формы импульса и задержки в каждом из шести частотных каналов радиотелескопа

БСА ФИАН; б) Π-образная функция, показывающая уширение импульса в шести частотных каналах для DM =

= 360 пк/см-3. Уширение в канале равно ΔτDM=360 = 0.8 c.

FRB 121102 α = 05^h32^m ± 10^m; δ = +33.25^◦. Та-

В качестве проверки корректной работы про-

ким образом, было проанализировано 355 часов

граммы для определения событий FRB весь раз-

записи в каждом луче.

работанный алгоритм был протестирован на двух

вариантах предполагаемых импульсов: на часо-

вую запись БСА ФИАН накладывались модели

искомых сигналов с DM = 360 пк/см³ и DM =

= 2000 пк/см³ (рис. 5а и 5б). Далее проверка

была проведена и на реальном объекте — пуль-

саре В2154+40 (рис. 5в и 5г). Во всех случаях

Amp

используемый метод позволил уверенно выделить

1.0

импульсный сигнал.

0.5

На следующем этапе анализировался пятими-

нутный участок с центральными координатами,

-0.5

указанными выше. Каждая запись первоначаль-

2000

Channel

но сворачивалась с шаблоном, полученным в

1500

рамках математического моделирования c DM =

1000

= 360 пк/см³. Свертка с шаблоном разной формы,

t, 0.1 c

500

соответствующей разным величинам t_s, не произ-

водилась, так как это многократно увеличило бы

время обработки. Эта операция производилась уже

Рис. 3. Модель полученного импульса на фоне белого

после обнаружения импульсов для уточнения ве-

шума в шести частотных каналах.

личин рассеяния t_s, приведенных в таблице. Затем

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№1

2019

ОБНАРУЖЕНИЕ БЫСТРЫХ

С/Ш = 9

(а)

-5

1000

2000

3000

4000

5000

6000

t, 0.1 s

С/Ш = 14

0.00004

(б)

0.00003

0.00002

0.00001

-0.00001

500

1000

1500

2000

2500

3000

t, 0.1 s

С/Ш = 34

0.012

(в)

0.010

0.008

0.006

0.004

0.002

-0.002

500

1000

1500

2000

2500

3000

t, 0.1 s

Рис. 4. Суммарный импульс, полученный в результате: а) попарной кросс-корреляции шести частотных каналов без

компенсации меры дисперсии; б) кросс-корреляции с шаблоном без компенсации меры дисперсии; в) кросс-корреляции

с шаблоном и с компенсацией меры дисперсии.

производилась свертка с пробной мерой дисперсии

записях, свернутых с шаблоном и наличии сигнала

в диапазоне от 0 до 3000 пк/см³ с шагом 50. Далее

повышенной амплитуды в данных, свернутых с

производился визуальный анализ результатов,

пробной мерой дисперсии. Затем для найденных

полученных в ходе свертки с пробной DM, который

сигналов уточнялась мера дисперсии и строился

заключался в поиске диспергированного сигнала в интегральный импульс.

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№1

2019

ФЕДОРОВА, РОДИН

Свертка с с шаблоном

(а)

500

1000

1500

2000

2500

3000

Отсчеты, 0.1 s

Свертка с пробной DM

(б)

3000

2400

1800

1200

600

500

1000

1500

2000

2500

3000

Отсчеты, 0.1 s

Свертка с шаблоном. Файл: 040114_17_N1, αZ = 215707, δ = 40.3

(в)

100

200

300

400

500

600

Отсчеты, 0.1 s

Свертка с пробной DM. Файл: 040114_17_N1, αZ = 215707, δ = 40.3

(г)

200

160

120

100

200

300

400

500

600

Отсчеты, 0.1 s

Рис. 5. а) Свертка с шаблоном модели искомых импульсов с мерой дисперсии 360 пк/см³ и 2000 пк/см³. б) Свертка

импульсов с пробной мерой дисперсии. Искомая мера дисперсии хорошо определяется на графике в виде светлых

участков, яркость которых зависит от интенсивности сигнала. в) Пример свертки импульсов пульсара В2154+40 с

шаблоном. Из часовой записи выбирался участок длительностью наблюдений 60 секунд, на котором хорошо видны

отдельные импульсы. Изображение (г) демонстрируетрезультат свертки импульсов пульсара В2154+40 с пробноймерой

дисперсии. Данный пульсар имеет DM = 78 пк/см³.

Для более точной оценки плотности потоков

вочным источником. Калибровочная ступенька —

найденных радиовсплесков использовался метод

это эталонный шумовой сигнал, который добав-

сравнения с калибровочной ступенькой и калибро-

ляется в запись каждые четыре часа. В качестве

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№1

2019

ОБНАРУЖЕНИЕ БЫСТРЫХ

Свертка с шаблоном. Файл: 181015_06_N1, α = 52050.9, δ = 33.09

(a)

100

200

300

400

Отсчеты, 0.1 s

Суммарный импульс, DM = 570 pc cm^-3, SNR = 6.2

1 × 10⁷

(б)

8 × 10⁶

6 × 10⁶

4 × 10⁶

2 × 10⁶

100

200

300

400

Отсчеты, 0.1 s

Рис. 6. а) Динамический спектр импульса с DM = 570 пк/см³, обнаруженного 18.10.2015. б) Суммарный профиль

импульса с DM = 570 пк/см³. Пиковая плотность потока 1.4 Ян, галактические координаты b = 173.53^◦ , l = -2.04^◦,

рассеяние ts = 0.275 c.

калибровочного источника был выбран 3С 48, на-

находится практически на пределе чувствительно-

ходящийся в том же луче, что и FRB 121102. В ре-

сти радиотелескопа БСА ФИАН. Это означает,

зультате определения плотности потока 3С 48 было

что напрямую зарегистрировать сигнал при таких

получено значение потока в пределах погрешности,

условиях не представляется возможным. Поэтому

не превышающей 10%.

применялась свертка с шаблоном фиксированной

Возможное попадание импульсов между лучами

формы. В результате профили каждого из им-

БСА или не в центр диаграммы направленности

пульсов на рис. 7 имеют практически одинаковую

антенны не учитывалось. Поэтому приведенные в

ширину. Следует также отметить, что, используя

таблице пиковые плотности потоков необходимо

такой подход, мы регистрируем только верхнюю

рассматривать, как нижний предел.

часть импульса, так как экспоненциальный “хвост”

сигнала в шумах не обнаруживается.

5. РЕЗУЛЬТАТЫ

Опираясь на модель YMW16 (см. статью [17]),

удалось сделать оценку красного смещения z для

В результате визуального анализа было выде-

всех трех импульсов, которое определялось как

лено три события с DM 247 пк/см³, 570 пк/см³

и 1767 пк/см³ (рис. 6-8) [16]. Поскольку поиск

DM_IGMH₀

(4)

FRB производился на низких частотах, при боль-

c·n_IGM

ших мерах дисперсии импульс имеет значительное

[DM - (DM_Gal + DM_MC + DM_Host)]H₀

уширение. Также предполагалось, что на наблюда-

емой частоте пиковая плотность потока всплесков

c·n_IGM

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№1

2019

ФЕДОРОВА, РОДИН

Свертка с шаблоном. Файл: 200916_08_N1, α = 53356.3, δ = 41.7106

(а)

100

150

200

250

300

350

Отсчеты, 0.1 s

Суммарный импульс, DM = 1767 pc cm^-3, SNR = 9.1

(б)

8 × 10⁶

6 × 10⁶

4 × 10⁶

2 × 10⁶

100

150

200

250

300

350

Отсчеты, 0.1 s

Рис. 7. а) Динамический спектр импульса с DM = 1767 пк/см³, обнаруженного 20.09.2016. б) Суммарный профиль

импульса с DM = 1767 пк/см³. Пиковая плотность потока 0.22 Ян, галактические координаты b = 167.9^◦ , l = +4.78^◦ ,

рассеяние ts = 4.78 c.

где DM — мера дисперсии, наблюдаемого FRB,

имеют параметры, схожие с параметрам ранее от-

DM_Gal — полная мера дисперсии на луче зрения

крытых явлений FRB. Таким образом, мы полага-

к FRB, DM_MC — вклад меры дисперсии Магелла-

ем, что все три сигнала не что иное, как новые быст-

нова Облака, DM_IGM — вклад межгалактической

рые радиовсплески, впервые зарегистрированные

среды, DM_Host — мера дисперсии галактики, в ко-

на низкой частоте. На данный момент остро сто-

торой зафиксирован FRB, H₀ — постоянная Хаб-

ит вопрос о спектральном индексе этих событий.

Неоднократно выдвигалось предположение о том,

бла (H₀ = 67.3 км/с/Мпк), n_IGM — концентрация

что величина плотности потока растет к высоким

электронов (n_IGM = 0.16 м-3). Также была полу-

частотам. На основе измеренных плотностей пото-

чена оценка соотношения С/Ш и оценка пико-

ка можно сделать предположение, что спектр об-

вой плотности потока каждого импульса. Прямое

наруженных радиовсплесков имеет околонулевой

восхождение импульсов относится к шестому ча-

спектральный индекс или поток, медленно расту-

стотному каналу с f = 111.5 МГц. Результаты всех

щий к низким частотам. Обнаружения всплесков с

оценок и вычислений приведены в таблице.

помощью радиотелескопа БСА ФИАН на частоте

111 МГц подтверждают этот факт.

С момента открытия первого быстрого радио-

6. ОБСУЖДЕНИЕ

всплеска и до настоящего времени в ходе теоре-

тических исследований было предложено большое

Все зафиксированные импульсы с измеренной

число моделей, описывающих механизм генерации

мерой дисперсии и пиковой плотностью потоков мощных импульсов в виде FRB на космологиче-

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№1

2019

ОБНАРУЖЕНИЕ БЫСТРЫХ

Свертка с шаблоном. Файл: 060617_15_N1, α = 53355.2, δ = 41.7113

(а)

100

150

200

Отсчеты, 0.1 s

Суммарный импульс, DM = 247 pc cm^-3, SNR = 8.3

35 000

(б)

30 000

25 000

20 000

15 000

10 000

5000

100

150

200

Отсчеты, 0.1 s

Рис. 8. а) Динамический спектр импульса с DM = 247 пк/см³, обнаруженного 06.06.2017. б) Суммарный профиль

импульса с DM = 247 пк/см³. Пиковая плотность потока 0.54 Ян, галактические координаты b = 167.9^◦ , l = +4.78^◦,

рассеяние ts = 0.275 c.

ских расстояниях [9, 18-20]. Несколько механиз-

δ = +33.1^◦ удалось зарегистрировать импульс

мов образования быстрых радиовсплесков предпо-

мерой дисперсии 570 пк/см³. В пределах погреш-

лагают их регистрацию только на высоких часто-

ности эта величина согласуется с мерой дисперсии

тах; в области низких частот сигнал слабый и за-

события FRB 121102. Отдельно следует выде-

регистрировать его практически невозможно [21-

лить две составляющие импульса. Так как иссле-

23]. С открытием всплесков на низкой частоте на

дователям неоднократно удавалось фиксировать

модели, в рамках которых события имеют поток,

несколько импульсов от явления FRB 121102 за

растущий к высоким частотам, теперь накладыва-

один сеанс наблюдений, то двойной профиль сигна-

ются ограничения. К таким моделям можно отне-

ла не противоречит природе этого повторяющегося

сти, например, перетекание вещества аккрецион-

всплеска.

ного диска вокруг компактного объекта в тесных

двойных системах, слияние заряженных черных

дыр, слияние белых карликов. Эти же ограни-

7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

чения можно применить и к сценариям, в кото-

рых быстрые радиовсплески — это послесвечения

Основные результаты данной работы таковы:

гравитацонно-волновых событий.

1. Разработан алгоритм поиска быстрых радио-

Одной из основных целей работы являлась

всплесков в метровом диапазоне на радиотелеско-

попытка регистрации импульсов известного явле-

пе БСА ФИАН.

ния FRB 121102. При обработке данных в пло-

2. Обработан участок неба с известным яв-

щадке с центральными координатами α = 05^h32^m; лением FRB 121102: за 355 часов наблюдений

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№1

2019

ФЕДОРОВА, РОДИН

в площадке с центральными координатами α =

P. Scholz, L. G. Spitler, J. W. T. Hessels,

S. Chatterjee, et al., Astrophys. J.

833

(177),

= 05^h32^m; δ = +33.1^◦ зарегистрирован сигнал

17 (2016).

с DM = 570 пк/см³, что в пределах погреш-

Wei-Min Gu, Yi-Ze Dong, T. Liu, R. Ma, and

ности соответствует мере дисперсии импульсов

J. Wang, Astrophys. J. Lett. 823, L28 (2016).

FRB 121102, которая варьируется в пределах

B. D. Fields, S. L. Shapiro, and J. Shelton, Phys. Rev.

от 555 пк/см³ до 568.8 пк/см³ по данным FRB

Lett. 113, 151302 (2014).

Catalogue. Из таблицы видно, что прямое вос-

хождение α зарегистрированного нами импульса

M. Kokubo, K. Mitsuda, H. Sugai, S. Ozaki, et al.,

Astrophys. J. 844, 95, (2017).

отличается от прямого восхождения FRB 121102

на 10^m. На этом основании можно рассматривать

S. B. Popov and M. S. Pshirkov, Monthly Not. Roy.

два варианта. В первом случае можно говорить

Astron. Soc. 462, L16 (2016).

о том, что мы повторно зарегистрировали сигнал

10.

V. Ravi, R. M. Shannon, M. Bailes, K. Bannister, et

от события FRB

121102

в одном из боковых

al., Science, 354, 1249 (2016).

лепестков. Тогда можно предположить: если бы

11.

S. Chatterjee, C. J. Law, R. S. Wharton, S. Burke-

импульс был зарегистрирован в главном лепестке

Spolaor, et al., Nature 541, 58 (2017).

диаграммы направленности БСА, то его пиковая

12.

S. Oslowski, R. M. Shannon, A. Jameson, G. Hobbs,

плотность потока должна быть в несколько раз

et al., The Astronomer’s Telegram, No. 11396 (2018).

больше, что в очередной раз подтверждает наше

13.

В. В. Орешко, Г. А. Латышев, И. А. Алексеев,

предположение о спектральном индексе. Во втором

Ю. А. Азаренков, Б. И. Иванов, В. М. Карпов,

случае можно рассуждать об абсолютно новом

В. И. Кастромин, Труды ИПА 24, 80 (2012).

зарегистрированном импульсе.

14.

А. Д. Кузьмин, Б. Я. Лосовский, К. А. Лапаев,

3. В общей сложности в период с июля 2012 г.

Астрон. журн. 84, 685, (2007).

по май 2018 г. зарегистрированы три быстрых

15.

Л. Уилсон, К. Рольфс, С. Хюттемейстер Инстру-

менты и методы радиоастрономии (Москва

радиовсплеска с мерами дисперсии 247 пк/см³,

Физматлит, Москва, 2013).

570 пк/см³, 1767 пк/см³. Остальные параметры

импульсов приведены в таблице.

16.

А. Е. Родин, В. А. Федорова, В. А. Самодуров,

С. В. Логвиненко, Астрон. циркуляр 1, 1641, (2018).

Исследования В.А. Федоровой поддержаны

17.

J. M. Yao, R. N. Manchester, and N. Wang,

грантом РФФИ № 16-29-13074.

Astrophys. J. 29, 835, (2017).

18.

D. Thornton, B. Stappers, M. Bailes, B. R. Barsdell,

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

et al., Science, 6141, 53 (2013).

1. D. R. Lorimer, M. Bailes, M. A. McLaughlin,

19.

H. Yu and F. Y. Wang, Astron. and Astrophys. 606, A3

D. J. Narkevic, and F. Crawford, Science 318, 777

(2017).

(2007).

20.

M. Houde, A. Mathews, and F. Rajabi, Monthly Not.

2. D. J. Champion, E. Petroff, M. Kramer, M. J. Keith, et

Roy. Astron. Soc. 475 (1), 514 (2018).

al., Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 460, L30 (2016).

21.

Y. Zhang, J.-J. Geng, and Y.-F. Huang, Astrophys. J.

3. L. G. Spitler, J. M. Cordes, J. W. T. Hessels,

858 (2), 88 (2018).

D. R. Lorimer, et al., Astron. J. 790, 9 (2014).

22.

L.-B. Li, Y.-F. Huang, J.-J. Geng, and B. Li,

4. S. Burke-Spolaor, M. Bailes, R. Ekers,

Research in Astron. Astrophys. 18, 61 (2018).

J.-P. Macquart, and F. Crawford III, Astrophys.

J. 727, 5 (2011).

23.

S. Bhattacharyya, preprint arXiv:1711.09083.

АСТРОНОМИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ том 96

№1

2019