Астрономи нарешті наблизилися до розгадки однієї з найдивніших загадок глибокого космосу. Йдеться про так звані довгоперіодичні радіотранзієнти — рідкісні космічні сигнали, які з’являються у вигляді радіоімпульсів, зникають і знову повертаються приблизно через годину. Довгий час їхнє походження залишалося невідомим, а пояснення лише будувалися на теоретичних припущеннях.
Тепер же міжнародна команда науковців змогла ідентифікувати джерело одного з таких сигналів. Ним виявилася не одна зірка, як вважалося раніше, а тісна подвійна система, у якій два зоряні об’єкти взаємодіють настільки активно, що створюють регулярні радіоімпульси.
Космічний сигнал, який збивав астрономів з пантелику
Довгоперіодичні радіотранзієнти — це рідкісні спалахи в радіодіапазоні, які можуть тривати від кількох хвилин до кількох годин. Після цього вони зникають, щоб знову з’явитися через певний час. За весь час спостережень астрономи зафіксували лише близько десятка таких об’єктів.
Головна проблема полягала в тому, що жодна відома модель не могла повністю пояснити їхню поведінку. Одні припускали, що це обертові нейтронні зорі (пульсари), інші — що це наслідок екзотичних астрофізичних процесів. Але жодна з гіпотез не давала повної картини.
Сигнал, який привів до відкриття
Прорив стався під час аналізу даних радіоогляду, проведеного австралійським телескопом ASKAP. Дослідниця Кові Роуз з Університету Сіднея виявила об’єкт, який не відповідав жодному відомому джерелу випромінювання.
Подальші спостереження показали, що сигнал походить від системи, яка отримала позначення ASKAP J1745–5051. І замість одного об’єкта астрономи побачили два — зоряну пару, пов’язану гравітацією.
Дві зірки в смертельному танці
Система складається з білого карлика — надщільного залишку зорі, розміром приблизно із Землю, але масою, близькою до Сонця — та червоного карлика, меншої та холоднішої зірки.
Ці два об’єкти обертаються навколо спільного центру мас із неймовірною швидкістю: повний оберт займає лише близько 1,4 години. Через надзвичайно близьке розташування білий карлик буквально «витягує» матерію зі свого супутника. Газ із червоного карлика закручується у спіраль і падає на поверхню щільної зорі, нагріваючись до екстремальних температур.
Як народжується радіосигнал
Падаючий газ випромінює потужні рентгенівські промені, інтенсивність яких змінюється залежно від того, скільки матеріалу накопичується на білому карлику.
Але радіоімпульси виникають в іншому процесі — на межі взаємодії магнітних полів двох зірок. Саме там утворюються умови, за яких заряджені частинки створюють потужні радіоспалахи. Цікаво, що рентгенівське та радіовипромінювання не збігаються за фазою орбіти, що дає змогу краще зрозуміти складну фізику системи.
Космічні «смуги», схожі на Юпітер
Однією з найбільш несподіваних деталей сигналу стали характерні «смугасті» структури в радіохвилях — чергування яскравих і темних ділянок.
Подібний ефект раніше спостерігали лише в одному місці Сонячної системи — у взаємодії Юпітера та його супутника Іо. Там радіохвилі проходять через плазмові потоки, що створює схожий візерунок.
У випадку далекої зоряної системи, ймовірно, аналогічний ефект виникає через потоки газу, які вириваються з червоного карлика і взаємодіють із магнітним полем білого карлика.
Чому це відкриття важливе
Раніше вчені підозрювали, що подібні сигнали можуть створювати нейтронні зорі. Але нове відкриття показало інший сценарій: повільні радіоімпульси можуть народжуватися у подвійних системах із білим карликом.
Це робить ASKAP J1745–5051 своєрідним «еталоном» для вивчення всієї групи довгоперіодичних радіотранзієнтів. Тепер астрономи зможуть порівнювати інші сигнали з уже розгаданим джерелом і точніше визначати їхню природу.
Новий інструмент для розуміння космосу
Науковці називають цю систему своєрідним «космічним Розеттським каменем», який допоможе розшифрувати інші подібні сигнали. Хоча попереду ще багато досліджень, уже зараз зрозуміло: те, що раніше здавалося загадковими імпульсами з глибин Всесвіту, є результатом складної взаємодії двох зірок у тісному гравітаційному танці.
Відкриття опубліковане в журналі Nature Astronomy.