«Космический маяк» найден: Астрономы вычислили источник повторяющихся радиовсплесков из космоса

Вселенная полна загадок, и некоторые из них, кажется, специально созданы, чтобы ставить в тупик даже самых опытных астрономов. Одной из таких головоломок являются повторяющиеся радиовсплески — мощные, но кратковременные сигналы, которые до недавнего времени казались совершенно непредсказуемыми. Однако новое исследование проливает свет на один из самых интригующих типов этих сигналов: медленные, или долгопериодные, радиовсплески.

Загадочные импульсы из глубин космоса

В 2022 году астрономы столкнулись с чем-то необычным: периодическими радиоимпульсами, повторяющимися каждые 18 минут. Эти сигналы были настолько интенсивными, что затмевали все другие радиоисточники в их окрестности. Затем, так же внезапно, как они появились, они исчезли. Это открытие заставило ученых задуматься о природе этих странных сигналов. Ведь, согласно существующим моделям, пульсары (нейтронные звезды, известные своими радиоимпульсами) вращаются гораздо быстрее — в секунду, а не раз в 18 минут.

Иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Впоследствии было обнаружено еще несколько источников с подобным «медленным» пульсированием. Эти объекты, получившие название долгопериодных радиопереходных процессов, еще больше усложнили картину. Их происхождение оставалось тайной, так как все они находились в густонаселенных областях Млечного Пути, где было трудно точно определить их источник.

Охота на радиоволны за пределами скоплений

Понимая, что для разгадки тайны необходим новый подход, астрономы решили перенести поиски за пределы переполненных звездами районов нашей галактики. Используя радиотелескоп Murchison Widefield Array, они начали сканировать обширные участки неба в поисках новых источников этих загадочных сигналов. И этот подход принес свои плоды.

Вскоре был обнаружен новый источник, получивший название GLEAM-X J0704-37. Этот объект излучал радиоимпульсы продолжительностью около минуты, повторяющиеся, однако, раз в 2,9 часа. На сегодняшний день это самый медленный из обнаруженных долгопериодных радиопереходных процессов.

Различные модели подгонки временных остатков в предположении, что начальный период складывания составляет 10496,5531 с. Подгоняемые параметры: P — период вращения;, скорость раскрутки; Plong — синусоидальный период, амплитуда синусоиды проецируется на линию визирования. Приведенные ошибки составляют 1σ. Подгонка, включающая только P и (b), дает нефизический (отрицательный) спин-даун. Подгонка с Плонгом (c) и (d) предпочтительнее, чем без (a) и (b).
Автор: N. Hurley-Walker et al 2024 ApJL 976 L21 Источник: iopscience.iop.org
Звездный дуэт: Красный карлик и его спутник

Последующие наблюдения с использованием радиотелескопа MeerKAT позволили точно определить местоположение GLEAM-X J0704-37. К удивлению ученых, источником оказалась… красная карликовая звезда. Красные карлики — один из самых распространенных типов звезд, но их тусклый свет делает их невидимыми невооруженным глазом. Но как эта звезда, обычно не ассоциирующаяся с интенсивным радиоизлучением, могла быть источником мощных радиовсплесков?

Ответ, вероятно, кроется в бинарной системе, в которой находится красный карлик. Исследователи полагают, что у красного карлика есть компаньон — белый карлик. Белые карлики — это плотные остатки звезд, закончивших свой жизненный цикл. Они обладают сильными магнитными полями.

Сценарий возникновения радиоволн примерно таков: красный карлик испускает «звездный ветер» — поток заряженных частиц. Когда этот поток достигает магнитного поля белого карлика, частицы ускоряются, порождая интенсивные радиоволны.

Слева: изображение окрестностей радиоперехода в r-диапазоне DECam с наложением областей его 1σ локализации по MWA (пунктирный пурпурный круг) и MeerKAT (сплошной голубой круг). Справа: Оптический спектр низкого разрешения SOAR (4m-class) оптического аналога (синяя сплошная линия), наложенный на пример звезды M3V (серая линия; поток и экстинкция перенормированы для соответствия). Пределы Свифта-UVOT показаны стрелками, направленными вниз. AR Sco-подобный WD с T = 11 500 K, M = 0.8 M⊙ показан пунктирной розовой линией, а суммированный спектр WD+M3V — сплошной розовой линией.
Автор: N. Hurley-Walker et al 2024 ApJL 976 L21 Источник: iopscience.iop.org
Не только всплески, но и намеки

Этот механизм в некотором смысле напоминает взаимодействие солнечного ветра с магнитным полем Земли, вызывающего полярные сияния и радиоволны. Существуют и другие системы, где похожие взаимодействия между красными и белыми карликами могут порождать радиоизлучение. Однако ни одна из них не обладает такой интенсивностью и периодичностью, как долгопериодные радиопереходные процессы.

Впрочем, возможно, мы стоим на пороге открытия целого класса космических объектов, способных порождать такие сигналы. Не исключено, что за долгопериодными радиовсплесками скрываются несколько различных механизмов.

Допустимые углы наклона i для круговой орбиты с периодом Plong = 2283 дня невидимого радиоизлучателя и видимого карлика M3. Заштрихованная серым цветом область показывает диапазон масс магнитных WD (L. L. Amorim et al. 2023), а заштрихованная красным цветом область показывает диапазон масс M3V-карликов (C. Cifuentes et al. 2020). Для интерпретации MCV предпочтителен малый угол наклона.
Автор: N. Hurley-Walker et al 2024 ApJL 976 L21 Источник: iopscience.iop.org
Разгадка космической симфонии

Открытие связи между красным карликом и медленными радиовсплесками — это важный шаг вперед в понимании вселенной. Однако это лишь один аккорд в космической симфонии, и многое еще предстоит узнать. Ученые продолжают сканировать небо, пытаясь найти новые источники и раскрыть тайны загадочных радиосигналов. Возможно, именно эти «медленные» всплески приведут нас к новым законам физики и откроют нам совершенно новую картину мира.

Читайте на 123ru.net