Что удалось выяснить
Учёные из Университета Кёртина (Австралия) с помощью мощного радиотелескопа Murchison Widefield Array (MWA) установили источник загадочного радиосигнала, который вспыхивает и гаснет каждые восемь минут. Им оказалась необычная двойная звёздная система GPM J071507-114153, расположенная на расстоянии более 10 000 световых лет от Земли. В её состав входят белый карлик — плотное ядро, оставшееся после смерти звезды, — и звезда «G-типа», очень похожая на наше Солнце.
Это открытие, опубликованное в журнале Nature Astronomy, стало первым случаем, когда радиоимпульсы удалось однозначно связать с белым карликом, обращающимся вокруг солнцеподобной звезды. Ранее астрономы уже находили мигающие радиосигналы в системах с белыми карликами, но не могли определить, какая из двух звёзд является их источником.
Что такое «долгопериодические транзиенты»
«Мигающая» звезда относится к классу объектов, известных как долгопериодические транзиенты (long-period transients). Они производят радиоимпульсы, которые включаются и выключаются с интервалами от нескольких минут до нескольких часов. С момента открытия первого такого объекта в 2021 году учёные обнаружили лишь около десятка подобных источников, и их природа до сих пор остаётся предметом изучения.
Долгопериодические транзиенты — одни из самых странных явлений, которые радиотелескопы фиксируют во Вселенной. Они выглядят как чрезвычайно мощные, необычно сфокусированные всплески радиоволн и рентгеновского излучения, часто исходящие из глубин космоса. Когда их только обнаружили, регулярность сигналов даже заставила некоторых предположить, что это может быть попытка связи от внеземного разума. Однако сегодня астрономы считают, что эти вспышки энергии исходят от быстро вращающихся ядер мёртвых звёзд.
Как работает «космический маяк»
Ведущий автор исследования, доктор Сэм Максуини, научный сотрудник радиообсерватории Square Kilometre Array, поясняет: «Впервые импульсы были достаточно чёткими, чтобы увидеть, как белый карлик движется по орбите вокруг своего компаньона. Поэтому мы знаем, что пульсации исходят из области вблизи белого карлика или, возможно, от него самого».
По словам соавтора работы, доцента Кёртинского института радиоастрономии доктора Наташи Хёрли-Уокер, наиболее вероятный механизм таков: белый карлик обладает сильным магнитным полем, а его звёздный компаньон постоянно подпитывает его заряженными частицами через звёздный ветер. «Когда эти частицы встречаются с магнитосферой белого карлика, они ускоряются и производят импульсы, которые мы видим, — примерно так же, как солнечный ветер взаимодействует с магнитным полем Земли, вызывая полярные сияния», — рассказала она в интервью Daily Mail.
Вращаясь, этот луч света скользит по Земле, как луч далёкого маяка, создавая характерную регулярную вспышку. Самый быстрый из известных объектов такого типа производит вспышку каждые 421 секунду, а самый медленный излучает 30-секундный импульс раз в 2,9 часа.
Неожиданные детали
В ходе исследования учёные использовали массивный радиотелескоп MWA для сканирования всей видимой из Австралии части Млечного Пути в поисках мигающих объектов. Обнаружив характерный импульс GPM J071507-114153, они провели дополнительные радио- и оптические наблюдения, чтобы определить точное местоположение системы и выяснить, к какому типу звёзд она относится.
Открытие оказалось крайне неожиданным: источники мигающих радиосигналов, известные как радиопульсары, почти всегда являются нейтронными звёздами — сверхплотными ядрами массивных звёзд. Белые карлики встречаются чаще, но лишь немногие из них, как известно, производят импульсы, и до сих пор ни один изолированный белый карлик не был замечен за этим занятием.
Но это была не единственная странность загадочной системы. «Компаньон — звезда, похожая на Солнце, что, как мы считали, было невозможно, а белый карлик вращается раз в 7,9 минуты, что чрезвычайно быстро для объекта такого размера», — говорит профессор Хёрли-Уокер. «Тот факт, что мы теперь видим это с солнцеподобным компаньоном, а не только с красным карликом, позволяет предположить, что единственные необходимые ингредиенты — это белый карлик и звезда-компаньон на орбите, которая поставляет достаточно материала в магнитное поле белого карлика».
«Погода» на далёкой звезде
Ещё более удивительным оказалось то, что учёным удалось уловить тонкие помехи, вызванные активностью на поверхности звезды-партнёра. «Импульсы действуют как фонарик, светящий сквозь атмосферу компаньона! — объясняет профессор Хёрли-Уокер. — Когда белый карлик смещается на дальнюю сторону орбиты, радиоволны должны пройти через внешнюю атмосферу звезды, корону, прежде чем достигнут нас. Магнитные поля в этой плазме изменяют поляризацию радиоволн, и мы видим это характерное изменение очень быстро по мере продвижения по орбите».
Анализируя эти изменения, исследователи обнаружили сигналы, которые, по их мнению, вызваны «звёздной протуберанцией» — крупной петлёй плазмы, вырывающейся с поверхности звезды. «Меня поражает, что мы можем изучать погоду на звезде, находящейся более чем в 10 000 световых лет от нас, — то, что в противном случае было бы невозможно!» — добавляет профессор Хёрли-Уокер.
Почему это важно
Открытие не только проливает свет на природу долгопериодических транзиентов, но и открывает новый способ изучения звёздных атмосфер и магнитных полей на огромных расстояниях. Оно также показывает, что «космические маяки» могут существовать в самых разных звёздных системах, а не только в тех, где есть нейтронные звёзды или красные карлики. Впереди — поиск новых подобных объектов и, возможно, ответы на вопросы о том, насколько распространены такие системы во Вселенной.
Источники: Nature Astronomy, Daily Mail, Curtin University, Square Kilometre Array Observatory.
Ваш комментарий