Чрез търсене на слабо населени региони на галактиката, астрономите за първи път откриха източника на един вид сигнал, който ги озадачава от години.
Импресия на художник от екзотичната двойна звездна система AR Scorpii. (Изображение: Марк Гарлик/Университет на Уоруик/ESO, CC BY)
Бавно повтарящи се изблици на интензивни радиовълни от космоса озадачават астрономите, откакто бяха открити през 2022 г.
В нови изследвания ние за първи път проследихме един от тези пулсиращи сигнали обратно към неговия източник: обикновен вид лека звезда, наречена червено джудже, вероятно в бинарна орбита с бяло джудже, ядрото на друга звезда, която експлодирала много отдавна.
Бавно пулсираща мистерия
През 2022 г. нашият екип направи удивително откритие: периодични радиопулсации, които се повтарят на всеки 18 минути, излъчвани от космоса. Импулсите засенчиха всичко наблизо, светнаха блестящо в продължение на три месеца, след което изчезнаха.
Знаем, че някои повтарящи се радиосигнали идват от вид неутронна звезда, наречена радиопулсар, която се върти бързо (обикновено веднъж в секунда или по-бързо), излъчвайки радиовълни като фар. Проблемът е, че сегашните ни теории казват, че пулсар, който се върти само веднъж на всеки 18 минути, не трябва да произвежда радиовълни.
Затова решихме, че нашето откритие от 2022 г. може да води до нова и вълнуваща физика — или да помогне да се обясни точно как пулсарите излъчват радиация, която въпреки 50 години изследвания все още не се разбира много добре.
Оттогава са открити още бавно мигащи радиоизточници. Сега има около десет известни „дългопериодични радиопреходни процеси“.
Намирането на повече такива обаче не е достатъчно, за да разреши мистерията.
Търсене в покрайнините на галактиката
Досега всеки един от тези източници е открит дълбоко в сърцето на Млечния път.
Това прави много трудно да се разбере какъв вид звезда или обект произвежда радиовълните, защото има хиляди звезди на малка площ. Всеки един от тях може да е отговорен за сигнала или никой от тях.
И така, започнахме кампания за сканиране на небето с радиотелескопа Murchison Widefield Array в Западна Австралия, който може да наблюдава 1000 квадратни градуса от небето всяка минута. Студент от университета Къртин, Csanád Horváth, обработи данни, покриващи половината от небето, търсейки тези неуловими сигнали в по-рядко населените региони на Млечния път.
Един от елементите на Murchison Widefield Array, радиотелескоп в Западна Австралия, който наблюдава небето на ниски радиочестоти. (Изображение: ICRAR / Университет Къртин)
И разбира се, намерихме нов източник! Наречен GLEAM-X J0704-37, той произвежда едноминутни импулси от радиовълни, точно както други дългопериодични радиопреходни процеси. Тези импулси обаче се повтарят само веднъж на всеки 2,9 часа, което го прави най-бавният дългопериодичен радиопреход, открит досега.
Откъде идват радиовълните?
Извършихме последващи наблюдения с телескопа MeerKAT в Южна Африка, най-чувствителния радиотелескоп в южното полукълбо. Те определиха точно местоположението на радиовълните: те идваха от звезда червено джудже. Тези звезди са невероятно често срещани, съставляващи 70% от звездите в Млечния път, но са толкова бледи, че нито една не се вижда с просто око.
Източникът на радиовълните, както се вижда от MWA при ниска разделителна способност (пурпурен кръг) и MeerKAT при висока разделителна способност (циан кръг). Всички бели кръгове са звезди в нашата галактика. (Изображение: Hurley-Walker et al. 2024 / Astrophysical Journal Letters)
Комбинирайки исторически наблюдения от Murchison Widefield Array и нови данни от мониторинга на MeerKAT, открихме, че импулсите пристигат малко по-рано и малко по-късно в повтарящ се модел. Това вероятно показва, че радиоизлъчвателят не е самото червено джудже, а по-скоро невидим обект в двоична орбита с него.
Въз основа на предишни изследвания на еволюцията на звездите смятаме, че този невидим радиоизлъчвател е най-вероятно да бъде бяло джудже, което е крайната точка на малки до средни звезди като нашето Слънце. Ако беше неутронна звезда или черна дупка, експлозията, която я е създала, би била толкова голяма, че би трябвало да наруши орбитата.
За тангото са нужни двама
Как червеното джудже и бялото джудже генерират радиосигнал?
Червеното джудже вероятно произвежда звезден вятър от заредени частици, точно както нашето Слънце прави. Когато вятърът удари магнитното поле на бялото джудже, то ще се ускори, произвеждайки радиовълни.
Това може да е подобно на начина, по който звездният вятър на Слънцето взаимодейства с магнитното поле на Земята, за да произведе красиво сияние, а също и нискочестотни радиовълни.
Вече знаем за няколко системи като тази, като AR Scorpii, където вариациите в яркостта на червеното джудже предполагат, че придружаващото го бяло джудже го удря с мощен лъч радиовълни на всеки две минути. Нито една от тези системи не е толкова ярка или толкова бавна, колкото дългопериодичните радиопреходни процеси, но може би, когато намерим повече примери, ще разработим обединяващ физически модел, който обяснява всички тях.
От друга страна, може да има много различни видове системи, които могат да произвеждат дългопериодични радиопулсации.
Така или иначе се научихме да очакваме неочакваното — и ще продължим да сканираме небето, за да разрешим тази космическа мистерия.
Източник за статията
Тази редактирана статия е препубликувана от The Conversation под лиценз Creative Commons.
Бавно повтарящи се изблици на интензивни радиовълни от космоса озадачават астрономите, откакто бяха открити през 2022 г.
В нови изследвания ние за първи път проследихме един от тези пулсиращи сигнали обратно към неговия източник: обикновен вид лека звезда, наречена червено джудже, вероятно в бинарна орбита с бяло джудже, ядрото на друга звезда, която експлодирала много отдавна.
Бавно пулсираща мистерия
През 2022 г. нашият екип направи удивително откритие: периодични радиопулсации, които се повтарят на всеки 18 минути, излъчвани от космоса. Импулсите засенчиха всичко наблизо, светнаха блестящо в продължение на три месеца, след което изчезнаха.
Знаем, че някои повтарящи се радиосигнали идват от вид неутронна звезда, наречена радиопулсар, която се върти бързо (обикновено веднъж в секунда или по-бързо), излъчвайки радиовълни като фар. Проблемът е, че сегашните ни теории казват, че пулсар, който се върти само веднъж на всеки 18 минути, не трябва да произвежда радиовълни.
Затова решихме, че нашето откритие от 2022 г. може да води до нова и вълнуваща физика — или да помогне да се обясни точно как пулсарите излъчват радиация, която въпреки 50 години изследвания все още не се разбира много добре.
Оттогава са открити още бавно мигащи радиоизточници. Сега има около десет известни „дългопериодични радиопреходни процеси“.
Намирането на повече такива обаче не е достатъчно, за да разреши мистерията.
Търсене в покрайнините на галактиката
Досега всеки един от тези източници е открит дълбоко в сърцето на Млечния път.
Това прави много трудно да се разбере какъв вид звезда или обект произвежда радиовълните, защото има хиляди звезди на малка площ. Всеки един от тях може да е отговорен за сигнала или никой от тях.
И така, започнахме кампания за сканиране на небето с радиотелескопа Murchison Widefield Array в Западна Австралия, който може да наблюдава 1000 квадратни градуса от небето всяка минута. Студент от университета Къртин, Csanád Horváth, обработи данни, покриващи половината от небето, търсейки тези неуловими сигнали в по-рядко населените региони на Млечния път.
И разбира се, намерихме нов източник! Наречен GLEAM-X J0704-37, той произвежда едноминутни импулси от радиовълни, точно както други дългопериодични радиопреходни процеси. Тези импулси обаче се повтарят само веднъж на всеки 2,9 часа, което го прави най-бавният дългопериодичен радиопреход, открит досега.
Откъде идват радиовълните?
Извършихме последващи наблюдения с телескопа MeerKAT в Южна Африка, най-чувствителния радиотелескоп в южното полукълбо. Те определиха точно местоположението на радиовълните: те идваха от звезда червено джудже. Тези звезди са невероятно често срещани, съставляващи 70% от звездите в Млечния път, но са толкова бледи, че нито една не се вижда с просто око.
Комбинирайки исторически наблюдения от Murchison Widefield Array и нови данни от мониторинга на MeerKAT, открихме, че импулсите пристигат малко по-рано и малко по-късно в повтарящ се модел. Това вероятно показва, че радиоизлъчвателят не е самото червено джудже, а по-скоро невидим обект в двоична орбита с него.
Въз основа на предишни изследвания на еволюцията на звездите смятаме, че този невидим радиоизлъчвател е най-вероятно да бъде бяло джудже, което е крайната точка на малки до средни звезди като нашето Слънце. Ако беше неутронна звезда или черна дупка, експлозията, която я е създала, би била толкова голяма, че би трябвало да наруши орбитата.
За тангото са нужни двама
Как червеното джудже и бялото джудже генерират радиосигнал?
Червеното джудже вероятно произвежда звезден вятър от заредени частици, точно както нашето Слънце прави. Когато вятърът удари магнитното поле на бялото джудже, то ще се ускори, произвеждайки радиовълни.
Това може да е подобно на начина, по който звездният вятър на Слънцето взаимодейства с магнитното поле на Земята, за да произведе красиво сияние, а също и нискочестотни радиовълни.
Вече знаем за няколко системи като тази, като AR Scorpii, където вариациите в яркостта на червеното джудже предполагат, че придружаващото го бяло джудже го удря с мощен лъч радиовълни на всеки две минути. Нито една от тези системи не е толкова ярка или толкова бавна, колкото дългопериодичните радиопреходни процеси, но може би, когато намерим повече примери, ще разработим обединяващ физически модел, който обяснява всички тях.
От друга страна, може да има много различни видове системи, които могат да произвеждат дългопериодични радиопулсации.
Така или иначе се научихме да очакваме неочакваното — и ще продължим да сканираме небето, за да разрешим тази космическа мистерия.
Тази редактирана статия е препубликувана от The Conversation под лиценз Creative Commons.
Tags:
космос