В 2022 году астрономы обнаружили странные долгопериодические радиовсплески, которые не соответствовали ни одному из известных на тот момент источников. В новом исследовании ученые обнаружили еще один, повторяющийся каждые 2,9 часа, что делает его самым долгопериодическим радиовсплеском из когда-либо наблюдавшихся. Возможно, они наконец-то определили его источник: это бинарная система, состоящая из красного и белого карликов, вращающихся друг вокруг друга.
Открытие переходных явлений обогатило наши знания в области астрофизики. Они происходят с удивительно широким диапазоном периодичности. Те, что происходят в масштабах секунд или миллисекунд, связаны, например, с пульсарами — нейтронными звездами, очень быстро вращающимися вокруг себя и возникающими в результате взрыва массивных звезд.
Однако те, что происходят в масштабе времени от нескольких минут до нескольких часов, остаются загадкой. Обнаруженный в 2000-х годах GCRT J1745 3009, например, производит пять 11-минутных импульсов каждые 77 минут, но астрономы не могут определить их источник. Теоретически пульсары с такой периодичностью не должны производить радиовсплески.
Позже были зафиксированы и другие подобные явления, в том числе одно, происходящее каждые 18 минут и обнаруженное в 2022 году командой из Международного центра радиоастрономических исследований (ICRAR) при Университете Кертина в Австралии. В течение трех месяцев это явление было настолько ярким, что затмило все другие близлежащие источники света, а затем временно исчезло. Всего было зафиксировано порядка десяти явлений такого типа.
«Однако просто найти больше таких явлений было недостаточно для решения загадки», — говорит Наташа Херли-Уолкер, радиоастроном из Университета Кертина, в статье, опубликованной в журнале The Conversation. В новом исследовании Херли-Уокер и ее коллеги впервые проследили за одним из этих долгопериодических радиопереходных процессов до его источника. Новые результаты подробно описаны в журнале Astrophysical Journal Letters.
Все другие обнаруженные до сих пор долгопериодические радиопереходные явления были обнаружены вблизи центра нашей галактики. «Поэтому очень сложно определить, какая звезда или объект порождает радиоволны, ведь в небольшой области находятся тысячи звезд. Одна из них может быть ответственна за сигнал, а может и не быть», — говорит Херли-Уокер.
По счастливому совпадению, GLEAM-X J0704-37, долгопериодический радиопереход, недавно обнаруженный командой, находится на периферии нашей галактики, в малонаселенной звездами области, расположенной на расстоянии 5000 световых лет от нас, в созвездии Корма. Для его обнаружения исследователи использовали радиотелескоп Murchison Widefield Array в Западной Австралии, который может наблюдать 1000 квадратных градусов неба в минуту. Огромное количество данных, охватывающих половину неба, было проанализировано с целью обнаружения потенциальных радиопереходных процессов, возникающих в наименее населенных регионах Млечного Пути.
Сигнал (обозначенный белым крестом) был обнаружен в менее заполненной части неба, в созвездии Корма, что позволило команде определить местонахождение его источника на небе.
Исследователи обнаружили, что, как и другие долгопериодические переходные процессы, GLEAM-X J0704-37 производит короткие радиоимпульсы каждые 2,9 часа, что является самым длинным периодом за всю историю наблюдений. Чтобы определить потенциальный источник, были проведены последующие наблюдения с помощью телескопа MeerKAT в Южной Африке, самого чувствительного радиотелескопа в южном полушарии.
Анализ показал, что радиоизлучение исходит от красного карлика — типа звезды с низкой светимостью, составляющей 70 % звезд в нашей галактике. Сопоставив данные с данными, полученными с Murchison Widefield Array (MWA), команда обнаружила, что импульсы повторяются в течение 30-60 секунд и что сигнал был активен в течение как минимум 10 лет.
«Архив MWA насчитывает 55 петабайт наблюдений, что позволяет получить десятилетнюю запись нашей Вселенной. Это все равно что иметь эквивалент 55 000 домашних компьютеров высокого класса — одна из самых больших коллекций научных данных в мире», — объясняет Стивен Тингей, директор MWA, в пресс-релизе ICRAR.
Источник радиоволн, как видно на MWA с низким разрешением (пурпурный круг) и на MeerKAT с высоким разрешением (голубой круг). Белые круги — это все звезды в нашей галактике.
Однако красный карлик сам по себе не может производить такое количество энергии, которое наблюдается. По мнению экспертов, характер радиоизлучения позволяет предположить, что сигналы исходят не от самого красного карлика, а от объекта, вращающегося вокруг него. По мнению экспертов, это, скорее всего, белый карлик, поскольку если бы это был пульсар или черная дыра, взрыв, предшествовавший его образованию, был бы настолько мощным, что нарушил бы орбиту звезды-компаньона. Красный карлик породил бы звездный ветер из заряженных частиц, которые, соприкасаясь с магнитным полем белого карлика, ускоряются и порождают радиоволны.
«Это может быть похоже на то, как звездный ветер Солнца взаимодействует с магнитным полем Земли, создавая красивые полярные сияния, а также низкочастотные радиоволны», — объясняет Херли-Уолкер. Бинарные системы такого типа, например AR Scorpi, где светимость красного карлика меняется в зависимости от радиоволн, излучаемых его белым карликом-компаньоном, уже были обнаружены ранее. Однако ни одна из этих систем не имеет такой яркости или такой длительной периодичности, как системы типа GLEAM-X J0704-37.
С другой стороны, «может существовать множество различных типов систем, способных генерировать долгопериодические радиоимпульсы», — поясняет эксперт. Команда планирует провести дальнейшие наблюдения, чтобы окончательно определить природу системы.
Читайте все последние новости астрофизики на New-Science.ru
Запись Ученые наконец-то определили происхождение загадочных долгопериодических радиовсплесков, обнаруженных в 2022 году впервые опубликована на сайте Про технологии.