Студент-астроном нашел «Розеттский камень» для загадочных сигналов из глубокого космоса

Загадка «медленных» импульсов

История началась в 2022 году, когда астрономы обнаружили первый из так называемых долгопериодических радиотранзиентов (ДПРТ). В отличие от традиционных пульсаров — быстро вращающихся нейтронных звезд, вспыхивающих сотни раз в секунду, — эти источники излучали импульсы в гораздо более неторопливом темпе: от минут до почти часа . Столь длинные периоды исключали нейтронные звезды, которые просто не могут вращаться настолько медленно. Не имея других кандидатов на эту роль, ученые пребывали в полном недоумении относительно природы ДПРТ .

ASKAP J1745−5051 стал первым из этих загадочных объектов, чью природу удалось установить однозначно. «Это первое подтвержденное отождествление того, что астрономы называют “долгопериодическими радиотранзиентами”», — заявил ведущий автор исследования, аспирант Сиднейского университета Кови Роуз . Команда проследила источник сигнала до белого карлика, активно перетягивающего на себя вещество с красного карлика-компаньона, и точно определила «двигатель», стоящий за этими периодическими всплесками .

Почему это «Розеттский камень»

Подобно тому, как реальный Розеттский камень помог расшифровать египетские иероглифы, предоставив один и тот же текст на разных языках, ASKAP J1745−5051 помогает астрофизикам понять «язык» ДПРТ, объединяя в одной системе несколько озадачивающих характеристик :

• Сигналы в разных диапазонах: Ключевой момент — система излучает не только радиоволны, но и периодическое рентгеновское излучение. Это одновременное детектирование с помощью таких обсерваторий, как австралийский радиотелескоп ASKAP и китайский рентгеновский зонд «Эйнштейн», подтвердило, что источником всплесков служит именно аккреция — гравитационное разрушение материи, а не простое вращение звезды .
• Механизм «часов»: Период в 1,4 часа — это не вращение звезды, а орбитальный цикл двойной системы, и его длительность напрямую связана с процессом аккреции .
• Процесс излучения: Радиоизлучение, вероятно, порождается электронно-циклотронной мазерной неустойчивостью — явлением, которое, как давно предполагалось, должно возникать в экстремальных магнитных полях белых карликов, но которое редко удавалось наблюдать в действии .

Естественная лаборатория экстремальной физики

Помимо решения «кризиса идентичности», эта система представляет собой редкую природную лабораторию для изучения экстремальных явлений в реальном времени . Это катаклизмическая переменная в фазе «пре-поляра», что означает, что магнитный белый карлик еще не полностью синхронизировал свое вращение с орбитальным периодом компаньона. Это мимолетная фаза в жизни двойной звезды, дающая ученым редкую возможность увидеть, как эволюционируют такие системы, прежде чем белый карлик окончательно «захватит» и полностью поглотит своего партнера .

В этой лаборатории исследователи теперь могут изучать:

• Магнитные аккреционные потоки: Наблюдать вживую, как мощное магнитное поле направляет перегретую плазму, украденную у звезды-компаньона .
• Механизмы когерентного излучения: Проверять, как работает электронно-циклотронный мазерный процесс в реальных астрофизических условиях. Этот же механизм, возможно, действует и в магнитосферах экзопланет .
• Экстремальные состояния вещества: Изучать объект размером с Землю, но обладающий плотностью и магнитным полем белого карлика, который активно пожирает другую звезду .

Значение этого открытия двояко. Оно не только решает загадку четырехлетней давности, впервые напрямую идентифицируя прародителя ДПРТ, но и подтверждает давнюю теорию об излучении магнитных белых карликов. Более того, исследование показывает, что координация радио- и рентгеновских наблюдений — это ключевая стратегия для разгадки подобных загадок переходных процессов в будущем . Космические сигналы-сироты наконец обрели свой дом.