Ученые раскрыли природу загадочных космических радиосигналов
Международная группа астрономов под руководством исследователей из Сиднейский университет получила наиболее убедительные на сегодняшний день доказательства происхождения необычного класса космических радиосигналов. В ходе работы учёные смогли определить редкую звёздную систему, которая фактически представляет собой природную лабораторию для изучения экстремальных физических процессов во Вселенной.
Наблюдения были выполнены с помощью радиотелескопа ASKAP CSIRO, благодаря которому удалось обнаружить компактную и чрезвычайно плотную звезду — белый карлик. Он активно «разрывает» вещество своей более крупной, но менее плотной звезды-компаньона, перетягивая на себя её материал.
По мере того как это вещество закручивается по спирали и падает на белый карлик, оно разогревается и становится источником мощных всплесков радиоволн и рентгеновского излучения. Эти сигналы повторяются строго циклически с периодом около 1,4 часа, формируя регулярный космический ритм, наблюдаемый из удалённых областей нашей Галактики.
Полученная система получила обозначение ASKAP J1745−5051. Она представляет собой двойную звёздную систему, в которой белый карлик, по размеру сопоставимый с Землёй, но обладающий массой, близкой к солнечной, обращается вокруг красного карлика — менее массивной звезды примерно с одной десятой массы Солнца. Обе звезды находятся на чрезвычайно близкой орбите и совершают полный оборот чуть более чем за час.
Исследователи установили, что радиовсплески и рентгеновское излучение не достигают максимума одновременно, что указывает на их формирование в разных областях системы. Рентгеновские сигналы возникают при нагреве падающего вещества, тогда как радиосигналы, вероятно, формируются в зоне взаимодействия магнитных полей двух звёзд и потоков заряженной плазмы, вырываемой из звезды-компаньона.
Открытие имеет важное значение для решения загадки так называемых «долгопериодических радиотранзиентов» — редких космических импульсов, которые ранее связывали со сверхмедленно вращающимися нейтронными звёздами. Однако теоретические модели показывали, что такие нейтронные звёзды не должны производить наблюдаемые сигналы, что ставило гипотезу под сомнение.
Новая работа усиливает альтернативное объяснение, согласно которому по крайней мере часть подобных сигналов возникает в двойных системах с белыми карликами, активно аккрецирующими вещество. Учёные отмечают, что ASKAP J1745−5051 является лишь второй известной системой такого типа, в которой одновременно наблюдаются регулярные рентгеновские и радиосигналы, и первой, где природа их регулярности полностью подтверждена.
По словам исследователей, система может стать своеобразным «розеттским камнем» для интерпретации других долгопериодических радиотранзиентов, позволяя понять, связаны ли они с пульсарами или с аккрецирующими белыми карликами. Открытие также даёт возможность изучать плазменную физику и магнитные взаимодействия в условиях, которые невозможно воспроизвести в земных лабораториях. В исследовании участвовали учёные из США, Китая, Канады, Испании, Израиля и Австралии, используя ряд наземных и космических инструментов, включая радиотелескопы, оптические обсерватории и рентгеновские спутники.
Исследование в журнале Nature Astronomy.