Астрономы впервые обнаружили вероятное объяснение для типа повторяющихся радиосигналов, впервые зафиксированных два года назад и с тех пор неоднократно встречающихся в разных местах. В новом случае излучение исходит из района красного карлика, предположительно вращающегося вокруг белого карлика. Считается, что их взаимодействие и вызывает эти сигналы. Тем не менее, многое о природе этого сигнала, не говоря уже о других похожих явлениях, остается неизвестным.
Когда радиотелескопия только зародилась, она позволяла изучать лишь небольшие участки неба в деталях, поэтому ученые сосредотачивали внимание на областях, где ожидалось что-то интересное. Однако новые инструменты, позволяющие сканировать обширные области неба, выявили множество неожиданных сигналов, многие из которых до сих пор остаются необъяснимыми.
Один из таких сигналов, относящийся к классу долгопериодических радиопереходных явлений, был впервые описан в 2022 году на основе архивных данных, собранных при помощи радиотелескопа Murchison Widefield Array (MWA). Этот сигнал длился 30-60 секунд, повторялся каждые 18,2 минуты и не соответствовал ни одному из известных типов космических объектов.
Профессор Наташа Хёрли-Уокер (Natasha Hurley-Walker) из Международного центра радиоастрономических исследований (ICRAR) в Университете Кертин выявила повторяющийся характер этого сигнала, впервые обнаруженного её аспирантом Тайроном О’Доэрти (Tyrone O’Doherty). Продолжая исследования, она сделала ещё несколько открытий, которые лишь усилили загадку. Все долгопериодические радиовсплески демонстрируют сильную поляризацию, свидетельствующую о мощном магнитном поле, повторяются слишком медленно, чтобы быть пульсарами, и, в отличие от повторяющихся быстрых радиовсплесков, исходят изнутри нашей галактики. Несмотря на то, во что некоторым хочется верить, спектр их слишком широк, чтобы быть инопланетянами.
Другие группы астрономов также начали изучать это явление, но до недавнего времени все повторяющиеся сигналы не удавалось привязать к конкретным источникам. Иногда это связано с невозможностью точно определить их местоположение, а иногда с большим количеством объектов в районе источника.
«Когда вы смотрите в эту область, там так много звезд, что это как в «Космической Одиссее 2001 года»: «Боже мой, там полно звезд!»» — заявила Хёрли-Уокер.
Но теперь ситуация изменилась. Хёрли-Уокер обнаружила источник, известный как GLEAM-X J0704−37. Этот сигнал, с периодом 2,9 часа, стал самым медленным среди подобных. Он исходит из области за пределами галактической плоскости, где мало отвлекающих объектов. Последующие наблюдения выявили красный карлик спектрального класса M3, масса которого составляет около 32% массы Солнца.
Как самый распространенный тип звёзд в галактике, красные карлики изучены довольно подробно. Однако, как заявила профессор Наташа Хёрли-Уокер в интервью IFLScience, «они не могут обладать достаточной энергией или магнитным полем, чтобы производить такие сигналы самостоятельно. Нет ни одной физической теории, которая объясняла бы это явление без дополнительных факторов».
Тем не менее, имеются признаки, что красный карлик вращается вокруг объекта, который пока не удалось наблюдать напрямую. Хёрли-Уокер отметила, что она и её коллеги используют более мощные телескопы для подтверждения гипотезы, но уже сейчас они уверены, что компаньон красного карлика — компактный объект, вероятно, с орбитальным периодом 2,9 часа. По ряду причин вероятность того, что это нейтронная звезда, маловероятна, а ещё меньше вероятность того, что это чёрная дыра. Таким образом, наиболее логичным кандидатом остаётся белый карлик.
Сами по себе белые карлики также вряд ли могут порождать столь мощные радиосигналы, будь то периодические или нет. «Для танго нужны двое», — сказала Хёрли-Уокер, намекая на взаимодействие между двумя звёздами. Наиболее вероятным объяснением учёные считают то, что гравитация белого карлика притягивает материал с поверхности красного карлика, вызывая радиоволновое излучение. Однако детали остаются неясными, и даже предложенная гипотеза носит предварительный характер.
Красные карлики чрезвычайно распространены, при этом белые карлики тоже встречаются не так уж и редко. Галактика, скорее всего, полна пар, связанных гравитационно. Тем не менее, возникает вопрос, почему такие долгопериодические радиопереходные сигналы, несмотря на их частоту, обнаруживаются так редко. Может ли любая пара красного и белого карлика в тесной орбите создавать подобные радиосигналы, или в системе есть что-то уникальное, что порождает такие явления?
«Специалисты, изучающие красные и белые карлики, обычно не занимаются радиоастрономией», — отметила Хёрли-Уокер, добавив, что эти типы звёзд излучают крайне мало радиоволн.
Чтобы разгадать эту загадку, понадобится объединить специалистов из разных областей. При этом она подчеркнула:
«Совпадений практически нет.»
Однако это положение дел должно измениться. Хёрли-Уокер недавно провела двухчасовую конференцию с учёными, изучающими карликовые звёзды, чтобы обсудить, что они ожидают увидеть при различных сценариях.
«Современная наука стала очень специализированной», — подчеркнула она.
Иногда случаются открытия, которые вынуждают исследователей выходить за рамки своих узких специализаций и сотрудничать.
В то время как часть будущих исследований сосредоточится на выяснении того, что именно происходит в системе GLEAM-X J0704−37, другая часть будет направлена на определение того, имеют ли все долгопериодические радиопереходные сигналы схожую природу. Среди объектов, относимых к этому классу, самый короткий период составляет семь минут. Хёрли-Уокер отметила, что это может быть очень медленный пульсар. В качестве альтернативы возможно существование двух новых феноменов с разными причинами, которые выглядят схоже. Увеличение выборки могло бы пролить свет на эту загадку, и соавтор исследования Чанад Хорват (Csanád Horváth), обработавший данные для этого открытия, приступает к работе над докторской диссертацией, посвящённой поиску новых объектов.
Детали открытия GLEAM-X J0704−37 были опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters.
