Астрономы обнаружили новый тип загадочных космических сигналов

Международная группа ученых зафиксировала новый источник повторяющихся радиовсплесков, названный ASKAP J1745. Это открытие особенно примечательно тем, что природа объекта, оказавшегося парой звезд, вращающихся друг вокруг друга по спирали, удалось идентифицировать.

В последние годы астрономы сталкивались с загадочными радиосигналами, известными как долгопериодические транзиенты (периодически вспыхивающие объекты с длительными интервалами между вспышками), из-за их медленного и регулярного повторения. Эти сигналы были впервые обнаружены случайно во время широкомасштабных обзоров неба. На сегодняшний день найдено лишь около десятка таких необычных источников, и их природа до сих пор не до конца понятна.

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy, сообщается об уникальном открытии: источник ASKAP J1745 излучает как радио-, так и рентгеновские всплески, повторяющиеся с каждым оборотом звезд. ASKAP J1745 представляет особый интерес, поскольку, в отличие от 10 из 12 известных долгопериодических транзиентов, его природа удалось установить. Кроме того, объект был зафиксирован множеством различных телескопов, работающих в разных диапазонах электромагнитного спектра.

Подобно Розеттскому камню, который помог расшифровать древнеегипетские иероглифы, собранные данные об ASKAP J1745 могут стать ключом к разгадке тайны всех долгопериодических транзиентов.

Что такое долгопериодические радиовсплески?

Долгопериодические транзиенты — это космические объекты, испускающие яркие, повторяющиеся всплески радиоизлучения. Происхождение большинства таких объектов остается загадкой. Многие из них обнаружены вблизи пылевых регионов в центре нашей галактики, что затрудняет их наблюдение с помощью телескопов видимого света.

Несмотря на небольшое количество найденных источников (около двенадцати), они различаются по характеристикам. Их радиовсплески повторяются с периодичностью от нескольких минут до нескольких часов. Некоторые из них демонстрируют регулярные импульсы на протяжении более чем 30 лет, в то время как другие могут «замолкать» на несколько дней или полностью прекращать радиоизлучение.

Откуда они берутся?

Изначально астрономы предполагали, что долгопериодические транзиенты являются медленно вращающимися нейтронными звездами, или пульсарами. Пульсары — это плотные, быстро вращающиеся ядра, оставшиеся после взрывов сверхновых массивных звезд. Первые обнаруженные радиообъекты этого типа повторялись примерно каждые 20 минут. Это значительно медленнее, чем у типичных пульсаров, которые излучают импульсы каждые несколько секунд.

Более того, считается, что при замедлении вращения пульсары прекращают генерировать радиоизлучение. Следовательно, такие медленные нейтронные звезды не должны производить радиовсплески. Поэтому ученые стали рассматривать другие теории, связанные с белыми карликами — медленно остывающими остатками менее массивных звезд. Недавно были обнаружены долгопериодические транзиенты в двойных системах (две близко расположенные звезды), содержащих как белый карлик, так и менее массивный красный карлик.

Открытие ASKAP J1745

ASKAP J1745 — это новый долгопериодический радиопереходный объект, обнаруженный с помощью радиотелескопа ASKAP, который принадлежит и управляется CSIRO, национальным научным агентством Австралии. Это первый из подобных источников, который был идентифицирован как «катаклизмическая переменная звезда».

Катаклизмические переменные — это системы из двух звезд, одна из которых является белым карликом, вращающихся достаточно близко друг к другу для взаимодействия. Если звезды расположены достаточно близко, гравитация белого карлика может перетягивать (аккрецировать) вещество от другой звезды. Именно поэтому такие системы также называют аккрецирующими двойными системами с белым карликом.

Недавно был обнаружен еще один долгопериодический радиопереходный объект с рентгеновскими всплесками, повторяющимися с той же регулярностью, что и радиоизлучение. Однако происхождение этих всплесков и их синхронность оставались неясными. Теперь, впервые, были объединены данные наблюдений с радиотелескопов, рентгеновских и оптических телескопов, что позволило установить: ASKAP J1745 производит как рентгеновские, так и радиовсплески с каждым оборотом двух его звезд.

Предполагается, что в таких быстро вращающихся системах рентгеновское излучение возникает при нагреве вещества, которое потоком движется к белому карлику. Яркие радиовсплески представляли собой большую загадку. Однако понимание того, что это аккрецирующая двойная система, помогло прояснить ситуацию.

Тип обнаруженного импульсного радиоизлучения обычно обусловлен взаимодействием энергичных частиц с сильными магнитными полями. В данном случае наблюдается идеальное сочетание: две звезды с мощными магнитными полями (которые могут быть в тысячи раз сильнее, чем у аппарата МРТ) и потоки заряженных частиц, движущиеся от одной звезды к белому карлику.

Значение открытия для будущего астрономии

Это открытие уникально тем, что позволило получить больше информации в различных диапазонах электромагнитного спектра, чем для любого другого ранее изученного долгопериодического транзиента. Подобно тому как Розеттский камень стал ключом к расшифровке древнеегипетских символов, ASKAP J1745 может помочь разгадать происхождение других долгопериодических радиопереходных объектов, по которым имеется меньше данных в других диапазонах.

ASKAP J1745 — это первый долгопериодический транзиент, демонстрирующий признаки аккреции во всем спектре излучения — от радиоволн до видимого света и рентгеновских лучей. Этот поток заряженного вещества является ключевым компонентом для генерации радиоизлучения, регистрируемого от таких систем. Изучение механизма, порождающего долгопериодические радиовсплески, предоставляет новую «лабораторию» для изучения экстремальной физики, такой как потоки плазмы и магнитные поля, в условиях, которые невозможно воспроизвести на Земле.

Отмечается, что радиотелескоп ASKAP расположен на территории обсерватории CSIRO Murchison Radio-astronomy Observatory, которая находится на землях Иньяримха Илгари Бундара, традиционно принадлежащих народу ваджарри ямаджи.