На протяжении последних нескольких лет астрономы пытаются разгадать природу необычных радиосигналов, которые периодически приходят из различных областей нашей галактики. Эти загадочные импульсы настолько не похожи на известные космические источники излучения, что поставили под сомнение многие существующие представления о поведении компактных звёздных объектов.
Теперь международная группа исследователей смогла сделать серьёзный шаг к решению этой загадки. Учёные обнаружили необычную двойную звёздную систему, которая, вероятно, является ключом к пониманию целого класса таинственных космических сигналов. Исследователи уже называют найденный объект своеобразным «Розеттским камнем» астрофизики — эталоном, который может помочь расшифровать происхождение других подобных явлений.
Загадка, которая появилась совсем недавно
В последние годы радиотелескопы начали обнаруживать необычные источники радиоизлучения, получившие название долгопериодических радиотранзиентов.
Обычно известные космические объекты, такие как пульсары, испускают радиосигналы с очень короткими периодами — от долей секунды до нескольких секунд. Однако новые источники вели себя совершенно иначе.
Они испускали мощные радиоимпульсы через десятки минут или даже часы. Подобное поведение оказалось крайне необычным. Астрономы обнаружили лишь около десятка таких объектов, и долгое время никто не мог уверенно объяснить их природу.
Первоначально предполагалось, что источниками могут быть медленно вращающиеся нейтронные звёзды. Однако существующие модели показывали, что объекты такого типа не должны производить настолько мощные радиосигналы при столь длительных периодах вращения. Это породило множество альтернативных гипотез.
Необычная находка в радиодиапазоне
Прорыв произошёл благодаря наблюдениям, выполненным с использованием австралийского радиотелескопа ASKAP.
Исследователи обнаружили объект, получивший обозначение ASKAP J1745−5051. Дальнейшие наблюдения показали, что он представляет собой очень тесную двойную систему из двух звёзд.
Одним компонентом системы является белый карлик — сверхплотный остаток звезды, завершившей свой жизненный цикл. Несмотря на размеры, сравнимые с Землёй, масса белого карлика близка к солнечной.
Вторым компонентом выступает красный карлик — небольшая и относительно холодная звезда, масса которой составляет примерно одну десятую массы Солнца.
Обе звезды расположены настолько близко друг к другу, что совершают полный оборот вокруг общего центра масс всего за 1,4 часа.
Космический каннибализм
Наиболее интересной особенностью системы оказался процесс перетекания вещества между звёздами.
Мощная гравитация белого карлика буквально вытягивает газ из внешних слоёв соседней звезды. Захваченное вещество начинает двигаться по спирали к компактному объекту и постепенно разогревается до очень высоких температур.
В результате возникают мощные рентгеновские вспышки. Одновременно в системе формируются интенсивные радиосигналы. Именно они привлекли внимание астрономов.
Подобные системы известны астрономам давно и относятся к классу так называемых катаклизмических переменных звёзд. Однако именно этот объект оказался особенно важным благодаря необычному сочетанию свойств.
Почему радиоимпульсы появляются не одновременно с рентгеновским излучением
Одним из самых интересных результатов исследования стало сравнение сигналов в разных диапазонах электромагнитного спектра.
Учёные обнаружили, что пики радиоизлучения и рентгеновских вспышек не совпадают по времени.
Это означает, что данные сигналы рождаются в различных областях системы и имеют разный физический механизм возникновения.
Согласно современным моделям, рентгеновское излучение возникает в области аккреции вещества на белый карлик. Радиосигналы же формируются в зоне взаимодействия магнитных полей двух звёзд.
В месте столкновения магнитных структур происходит ускорение заряженных частиц, что и приводит к возникновению узконаправленных радиоимпульсов.
Почему открытие оказалось столь важным
ASKAP J1745−5051 стал первым долгопериодическим радиотранзиентом, для которого астрономы смогли одновременно наблюдать обе звезды системы и непосредственно зафиксировать процесс перетекания вещества между ними.
Ранее некоторые похожие объекты уже связывали с двойными звёздными системами, однако прямых доказательств не хватало.
Теперь исследователи получили убедительное подтверждение того, что по крайней мере часть загадочных долгопериодических радиотранзиентов может иметь вполне конкретное происхождение и быть связана именно с аккрецирующими белыми карликами.
Это не означает, что все подобные сигналы возникают одинаковым образом. Однако обнаруженная система предоставляет учёным важный ориентир для интерпретации будущих наблюдений.
Почему объект сравнивают с Розеттским камнем
В истории науки Розеттский камень сыграл ключевую роль в расшифровке древнеегипетских иероглифов. Благодаря надписям на нескольких языках исследователи смогли понять значение ранее неизвестных символов.
По мнению авторов открытия, ASKAP J1745−5051 способен сыграть аналогичную роль для астрофизики.
Этот объект предоставляет своеобразный «словарь», позволяющий сопоставить наблюдаемые радиосигналы с конкретными физическими процессами внутри звёздной системы. В будущем он может помочь определить, какие из других долгопериодических радиотранзиентов связаны с белыми карликами, а какие имеют совершенно иную природу.
Естественная лаборатория экстремальной физики
Помимо решения конкретной астрономической загадки, новая система представляет большой интерес для фундаментальной науки.
Взаимодействие сильных магнитных полей, высокоэнергетической плазмы и мощной гравитации создаёт условия, которые невозможно воспроизвести в земных лабораториях.
Изучая подобные объекты, учёные получают возможность проверять модели поведения вещества в экстремальных условиях. Такие исследования помогают лучше понимать процессы, происходящие не только в двойных системах, но и вокруг нейтронных звёзд, чёрных дыр и других компактных объектов Вселенной.
Тайна ещё не раскрыта полностью
Несмотря на важность открытия, астрономы подчёркивают, что работа только начинается.
На сегодняшний день известно всего несколько долгопериодических радиотранзиентов, и природа многих из них остаётся неизвестной. Некоторые объекты могут оказаться похожими на ASKAP J1745−5051, а другие, вероятно, будут связаны с совершенно иными физическими механизмами.
В ближайшие годы исследователи планируют продолжить наблюдения с использованием радиотелескопов, оптических обсерваторий и рентгеновских космических аппаратов. Совмещение данных из разных диапазонов позволит более подробно изучить работу этой необычной системы и выяснить, насколько широко распространён подобный механизм генерации радиосигналов.
Каждое новое открытие помогает астрономам постепенно складывать общую картину происхождения загадочных космических импульсов. И хотя окончательный ответ пока не найден, обнаружение ASKAP J1745−5051 стало одним из самых важных шагов на пути к разгадке одного из наиболее необычных астрономических феноменов последних лет.
Источники:
Статья создана по материалам Phys.Org
