Астрономы обнаружили «Розеттский камень» для расшифровки загадочных космических сигналов

Международная команда астрономов обнаружила убедительные доказательства происхождения необычного класса космических сигналов. При этом они идентифицировали редкую звездную систему, которая предоставляет ученым естественную лабораторию для исследования экстремальной физики.

Об этом сообщают в Сиднейском университете, передают OstanniPodii.com.

С помощью радиотелескопа ASKAP (Австралийский следопыт квадратно-километровой решетки) команда обнаружила небольшую плотную звезду, так называемый белый карлик, которая разрывает на куски материю своей более крупной, но менее плотной звезды-компаньона. По мере закручивания этой материи по спирали, она генерирует мощные вспышки радиоволн и рентгеновского излучения в цикле, повторяющемся каждые 1,4 часа.

Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Главный автор и аспирант Кови Роуз из Школы физики Сиднейского университета и CSIRO (Содружество научных и промышленных исследовательских организаций Австралии) отметил, что это первое подтверждение обнаружения того, что астрономы называют «долгопериодическими радиотранзиентами»: космическими импульсами, обнаруженными лишь в нескольких отдаленных регионах нашей галактики.

«Впервые мы точно определили происхождение этих сигналов, подтвердив, что источником является “катастрофическая переменная”, или белый карлик, аккрецирующий материю», — сказал г-н Роуз.

«Долгопериодические радиотранзиенты уже много лет ставят астрономов в тупик, — говорит г-н Роуз. — Мы обнаружили лишь около десятка таких явлений, и их происхождение оставалось непонятным. Теперь нам удалось доказать, что источником одного из этих транзиентов является белый карлик, который активно забирает вещество у звезды-компаньона».

Редкая и показательная система

Недавно обнаруженная система, получившая название ASKAP J1745−5051, состоит из белого карлика — плотного остатка звезды, размером примерно с Землю, но с массой, близкой к солнечной, — в паре с более крупной, но менее массивной звездой — красным карликом, масса которой составляет примерно десятую часть солнечной. Эти две звезды вращаются одна вокруг другой на чрезвычайно близком расстоянии, совершая полный оборот чуть больше чем за час.

Когда вещество из менее массивной звезды притягивается к белому карлику, оно нагревается и испускает рентгеновское излучение. Вместе с тем, взаимодействие между магнитными полями звезд генерирует регулярные радиовспышки, что означает, что сигнал возникает через определенные промежутки времени.

«Все эти излучения связаны с орбитальным движением системы», — сказал г-н Роуз. «Но интересно, что радио- и рентгеновские сигналы не достигают пика одновременно, что свидетельствует о том, что они генерируются в разных участках системы».

Команда обнаружила, что радиоизлучение, вероятно, исходит из места, где магнитные поля двух звезд сталкиваются и взаимодействуют с заряженной материей, отрывающейся от звезды-компаньона, создавая узконаправленные вспышки излучения.

Раскрытие космической загадки

Изначально считалось, что долгопериодические радиотранзиенты — это медленно вращающиеся нейтронные звезды, известные как пульсары. Однако современные модели указывают на то, что медленно вращающиеся нейтронные звезды не должны обладать способностью генерировать такие сигналы.

Новое открытие подкрепляет альтернативное объяснение: что по крайней мере некоторые из этих загадочных вспышек происходят из двойных звездных систем, в состав которых входят белые карлики.

«Некоторые подобные объекты ранее связывали с двойными системами, но это первый случай, когда мы можем четко видеть как звезды, так и процесс аккреции в действии», — сказал профессор Мерфи, заведующий кафедрой физики Сиднейского университета и главный исследователь Центра передового опыта по обнаружению гравитационных волн при Австралийском исследовательском совете (OzGrav).

Эта система также является лишь вторым известным долгопериодическим радиотранзиентом, излучающим регулярные рентгеновские лучи, — и первым, в котором подтверждена причина этой регулярности.

«Розеттский камень» для будущих открытий

Эта уникальная система была обнаружена с помощью радиотелескопа ASKAP, принадлежащего и эксплуатируемого CSIRO — национальным научным агентством Австралии. Как заявляют в Сиднейском университете, сочетание зоны охвата, разрешения и чувствительности ASKAP не имеет аналогов в радиоастрономии, что позволяет обнаруживать такие необычные сигналы, которые в противном случае остались бы незамеченными.

Исследователи утверждают, что ASKAP J1745-5051 может служить ориентиром для понимания других долгопериодических радиотранзиентов.

«Эта система дает нам возможность расшифровать эти сигналы. Она может помочь нам определить, больше ли другие долгопериодические транзиенты похожи на пульсары или на системы белых карликов, действуя как звездный Розеттский камень», — сказал г-н Роуз, имея в виду археологический объект, обнаруженный в Египте, который помог перевести древние иероглифы.

Это открытие также предоставляет уникальную возможность изучать физику экстремальной плазмы и магнитные взаимодействия в условиях, которые невозможно воспроизвести на Земле.

«Эти системы — это природные лаборатории», — говорит г-н Роуз. «Они позволяют нам проверить наше понимание того, как ведет себя вещество в сильных магнитных полях и под действием интенсивных гравитационных сил».

Будущие исследования

Команда планирует провести дальнейшие наблюдения с использованием радио-, оптических и рентгеновских телескопов, чтобы лучше понять, как возникают эти излучения, и могут ли подобные механизмы объяснить всю совокупность долгопериодических радиотранзиентов.

«Каждое новое открытие помогает нам составить общую картину», — говорит г-н Роуз. «Мы только начинаем понимать этот новый класс космических событий».

В состав международной команды вошли астрономы из Соединенных Штатов, Китая, Канады, Испании, Израиля и Австралии. Помимо ASKAP, команда использовала радиотелескопы «Компактная решетка Австралийского телескопа» (ATCA) и MeerKAT в Южной Африке, оптические телескопы SOAR и «Магеллан» в Чили, а также размещенные в космосе обсерваторию Swift (УФ/рентгеновский) и Зонд Эйнштейна (рентгеновский).