Международная группа астрономов сообщила о важном прорыве в изучении так называемых долгопериодических транзиентов – загадочных источников радиосигналов, которые периодически посылают мощные импульсы из космоса. Об этом пишет Phys.
Смотрите также NASA отправила астронавтов в капсулу Crew Dragon из-за риска аварии на МКС
Почему открытие ASKAP J1745 стало прорывом?
Новый объект получил название ASKAP J1745. В отличие от большинства подобных источников, природу которых до сих пор не удалось установить, в этот раз ученые смогли определить происхождение сигналов. Именно поэтому исследователи сравнивают открытие с Розеттским камнем – артефактом, который помог расшифровать древнеегипетские иероглифы.
ASKAP J1745 был обнаружен с помощью радиотелескопа CSIRO ASKAP в Австралии. Во время дальнейших наблюдений астрономы использовали также рентгеновские и оптические телескопы, что позволило получить гораздо больше данных, чем в случае других длиннопериодических транзиентов.
Долгопериодические транзиенты – это космические объекты, которые излучают яркие радиоимпульсы через регулярные промежутки времени. В отличие от большинства известных пульсаров, которые подают сигналы каждые секунды или даже доли секунды, эти источники могут повторять импульсы раз в несколько минут или даже часов.
Пока что астрономам удалось обнаружить лишь около десятка таких объектов. Часть из них регулярно излучает сигналы уже более 30 лет. Другие могут неожиданно "замолкать" на дне или вообще прекращать радиоизлучение. Дополнительной проблемой является то является то, что многие такие источники расположены вблизи центра нашей галактики, где большое количество пыли затрудняет наблюдение в видимом свете.
Почему старые теории не работали?
Сначала ученые предполагали, что источниками сигналов являются очень медленно вращающиеся нейтронные звезды – пульсары. Такие объекты образуются после взрывов сверхновых и являются чрезвычайно плотными остатками массивных звезд.
Однако эта гипотеза быстро столкнулась с трудностями. Известно, что пульсары постепенно теряют скорость вращения, а после достижения определенного порога должны прекратить излучать радиоволны.
Проблема в том, что некоторые длиннопериодические транзиенты вращаются настолько медленно, что согласно теории вообще не должны генерировать радиосигналы. Из-за этого астрономы начали искать альтернативные объяснения, связанные с белыми карликами – остатками менее массивных звезд после завершения их жизненного цикла.
Ученые нашли источник сигналов
Исследование показало, что ASKAP J1745 принадлежит к классу так называемых катаклизмических переменных звезд. Это двойная звездная система, где один из компонентов является белым карликом.
Обе звезды расположены настолько близко друг к другу, что гравитация белого карлика буквально оттягивает вещество от своего компаньона. Такие системы также называют аккреционными двойными системами с белым карликом. Во время наблюдений астрономы впервые зафиксировали одновременное повторение как радиоимпульсов, так и рентгеновского излучения. Оба типа сигналов возникали синхронно с орбитальным движением двух звезд. Исследователи считают, что рентгеновское излучение возникает из-за нагрева вещества во время его падения на поверхность белого карлика.
Откуда берутся радиоимпульсы?
Происхождение радиосигналов долгое время оставалось загадкой даже после открытия двойной системы.
Впрочем, новые данные позволили предложить убедительное объяснение. По словам ученых, зафиксированы радиоимпульсы характерны для процессов, в которых заряженные частицы взаимодействуют с мощными магнитными полями.
В случае ASKAP J1745 сложились идеальные условия для такого механизма. Обе звезды имеют чрезвычайно сильные магнитные поля – в тысячи раз мощнее магнитного поля аппаратов магнитно-резонансной томографии. Одновременно между звездами постоянно движутся потоки заряженных частиц.
Именно взаимодействие плазмы и магнитных полей, вероятно, создает загадочные радиоимпульсы, которые регистрируют телескопы.
Почему это важно для науки?
ASKAP J1745 стал первым длиннопериодическим транзиентом, который удалось детально исследовать сразу в нескольких диапазонах электромагнитного спектра – от радиоволн до видимого света и рентгеновского излучения.
Ученые надеются, что этот объект поможет объяснить природу остальных подобных источников, о которых пока известно значительно меньше. Фактически ASKAP J1745 может стать своеобразным эталоном для понимания всей группы долгопериодических транзиентов. Кроме того, его исследование открывает новые возможности для изучения экстремальных физических процессов, связанных с движением плазмы и поведением мощных магнитных полей в космосе.
Такие условия невозможно воспроизвести в лабораториях на Земле, поэтому подобные звездные системы остаются уникальными природными площадками для исследования фундаментальной физики.