Астрономы проследили загадочные радиоимпульсы до необычного источника

Международная команда астрономов проследила длиннопериодические радиоимпульсы к дуэту белого и красного карликов.

Об открытии рассказывают в Северо-Западном университете, передают OstanniPodii.com.

Начиная с десятилетие назад, астрономы обнаруживают импульс радиоизлучения каждые два часа, поступающий со стороны Большой Медведицы. Объединив наблюдения с нескольких телескопов, команда теперь может раскрыть виновника: двойную систему с мертвой звездой.

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Nature Astronomy, красный карлик и белый карлик вращаются по орбите настолько плотно, что их магнитные поля взаимодействуют. Каждый раз, когда они ударяются -- а это происходит каждые два часа -- взаимодействие излучает длинный радиовсплеск.

Хотя раньше астрономы отслеживали длинные радиоимпульсы только к нейтронным звездам, новое открытие показывает, что движение звезд в двойной системе также может излучать длиннопериодические радиовсплески.

"Есть несколько сильно намагниченных нейтронных звезд, или магнитаров, которые, как известно, излучают радиоимпульсы с периодом в несколько секунд", - сказал соавтор исследования Чарльз Килпатрик. "Некоторые астрофизики также утверждали, что источники могут излучать импульсы через равные промежутки времени, поскольку они вращаются, поэтому мы видим радиоизлучение только тогда, когда источник повернут к нам. Теперь мы знаем, что по крайней мере некоторые длиннопериодические радиотранзиенты происходят от бинарных систем. Мы надеемся, что это мотивирует радиоастрономов локализовать новые классы источников, которые могут возникать из нейтронных звезд или магнитарных бинаров".

Килпатрик является доцентом-исследователем в Центре междисциплинарных эксплораций и исследований в области астрофизики Северо-Западного университета. Руководила исследованием Айрис де Рюйтер, докторантка Сиднейского университета в Австралии. На момент проведения исследования она была аспиранткой Амстердамского университета в Нидерландах.

Повторяющиеся радиосигналы

Де Рюйтер впервые обнаружила импульсы в прошлом году, когда просматривала архивы Низкочастотной решетки (LOFAR), крупнейшего радиотелескопа, работающего на самых низких частотах, которые можно наблюдать с Земли. Просматривая данные, она обнаружила, что первый импульс появился в 2015 году. Де Рюйтер впоследствии просеяла больше архивных данных из той же области неба и обнаружила еще шесть импульсов.

Подобно короткой вспышке света -- но в форме радиосигнала -- каждый импульс длится от нескольких секунд до нескольких минут. И, как ни странно, импульсы повторяются через равные промежутки времени, как космические часы, тикающие раз в два часа. В последние годы астрономы открывают все больше и больше быстрых радиовсплесков (FRB). Однако радиоимпульсы, о которых идет речь, являются гораздо более редким событием.

"Радиоимпульсы очень похожи на FRB, но каждый из них имеет разную длину", - говорит Килпатрик. "Импульсы имеют гораздо меньшую энергию, чем FRB, и обычно длятся несколько секунд, в отличие от FRB, которые длятся миллисекунды. До сих пор остается открытым вопрос, существует ли континуум объектов между длиннопериодными радиопереходами и FRB, или они являются отдельными популяциями".

Интересуясь источниками импульсов, де Рюйтер и ее команда получили дальнейшие наблюдения из обсерватории MMT в Аризоне и обсерватории Макдональда в Техасе. Эти наблюдения показали, что источником была не одна мигающая звезда, а две звезды, которые пульсировали вместе. Расположенные всего в 1600 световых лет от Земли, эти две звезды вращаются вокруг общего центра тяжести, делая полный оборот каждые 125,5 минут.

Танец мертвой звезды

Чтобы подтвердить эти выводы, Килпатрик использовал удаленный доступ Северо-Западного университета к Многозеркальному телескопу (MMT) в Аризоне, чтобы наблюдать за системой в течение ее полного двухчасового цикла.

Эти наблюдения позволили ему отследить вариации в движении системы и получить оптические спектры красного карлика. Принимая свет, излучаемый звездой, и разлагая его на составляющие цвета (или спектры), Килпатрик смог получить информацию о самой звезде.

"Спектроскопические линии в этих данных позволили нам определить, что красный карлик движется вперед и назад очень быстро с точно таким же двухчасовым периодом, как и радиоимпульсы", - говорит Килпатрик. "Это убедительное доказательство того, что красный карлик находится в бинарной системе".

Движение "туда-сюда", как оказалось, было вызвано гравитацией звезды-компаньона, которая тянет красный карлик вокруг себя. Точно рассчитав вариации этих движений, Килпатрик измерил массу гораздо более слабого компаньона. Вычисленная масса совпала с типичной массой белого карлика. В то время как белые карлики могут варьироваться от малой до средней массы, как наше Солнце, красные карлики всегда намного меньше и холоднее.

"Почти в каждом сценарии его масса и тот факт, что он слишком тусклый, чтобы его можно было увидеть, означает, что он должен быть белым карликом", - сказал Килпатрик. "Это подтверждает ведущую гипотезу о бинарном происхождении белого карлика и является первым прямым доказательством того, что мы имеем системы-предшественники длиннопериодных радиотранзиентов".

В будущем астрономы планируют более детально изучить ультрафиолетовое излучение двойного источника, названного ILTJ1101. Полученные данные могут помочь определить температуру белого карлика и узнать больше об истории белых и красных карликов.

"Было особенно круто добавить новые кусочки к пазлу", - сказала де Рюйтер. "Мы работали с экспертами из разных астрономических дисциплин. С помощью различных методов и наблюдений мы шаг за шагом приближались к разгадке".

.

• Белый карлик