|
Загадочные радиоимпульсы из космоса
|
|
|
|
За последние три года астрономы обнаружили загадочный новый тип радиоисточников. Мы называем их долгопериодическими переходными процессами. Эти объекты испускают яркие радиосигналы, которые повторяются каждые несколько минут или часов. Мы нашли около десятка примеров, но до сих пор не понимаем, какой тип звезд может излучать радиоимпульсы таким необычным образом.
|
|
|
|
В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Astronomy today, мы обнаружили новый долгопериодический переходный процесс. Кроме того, мы определили звезды, ответственные за загадочные радиовспышки — прорыв, которого никогда раньше не было.
|
|
|
|
Внимание, спойлер: это не типичные "космические маяки", которые вы могли бы ожидать.
|
|
Что такое космический маяк?
|
|
|
|
Возможно, вы слышали о космических объектах, называемых пульсарами — это разновидность нейтронных звезд.
|
|
|
|
Нейтронные звезды - это остатки чрезвычайно массивных звезд, достигших конца своей жизни. Пульсары - это вращающиеся нейтронные звезды; во время вращения они испускают пучок радиоизлучения, который мы можем обнаружить на Земле. Вот почему пульсары часто называют космическими маяками — они "показывают" нам радиоимпульс при каждом вращении. Мы знаем о тысячах пульсаров в нашей галактике Млечный Путь.
|
|
|
|
|
|
|
Вы можете подумать, что это звучит очень похоже на таинственные длительные переходные процессы, которые я только что описал, и вы будете правы.
|
|
|
|
Однако известные нам пульсары обычно вспыхивают каждую секунду. Эти новые объекты повторяются гораздо медленнее. Согласно теориям эволюции нейтронных звезд, пульсары, которые вращаются так медленно, не должны существовать.
|
|
|
|
Итак, есть ли другой вариант?
|
|
|
|
Другим предполагаемым источником долгопериодических переходных процессов являются белые карлики. Белые карлики - это остатки звезд с низкой массой (таких как наше Солнце) в конце их жизни, что делает их младшими братьями нейтронных звезд.
|
|
|
|
Космическая детективная охота
|
|
|
|
Используя международный радиотелескоп LOFAR в Европе, мы с коллегами обнаружили новый объект: ILTJ1101+5521.
|
|
|
|
Проанализировав данные LOFAR, мы обнаружили семь ярких импульсов. Внимательно изучив время этих импульсов, мы обнаружили, что они поступают каждые два часа (если быть точным, каждые 125,52978 ± 0,00002 минуты).
|
|
|
|
Это сделало ILTJ1101 новым примером долгопериодического переходного процесса.
|
|
|
|
Мы сравнили местоположение радиоимпульсов с оптическими каталогами, в которых перечислены звезды и галактики, наблюдаемые телескопами в видимом свете. И вот оно — мы обнаружили слабую красную звезду точно в том месте, где находились наши радиоимпульсы.
|
|
|
|
Однако свойства радиоимпульсов указывают на то, что эти радиосигналы не могли генерироваться только этой красной звездой.
|
|
|
|
Скрытый спутник
|
|
|
|
У многих звезд есть звездный друг. Две звезды связаны друг с другом и вращаются вокруг друг друга. Такие пары, известные как двойные звезды, невероятно распространены. Около 50% звезд с массой, подобной массе нашего Солнца, имеют двойную звезду-компаньона.
|
|
|
|
Чтобы выяснить, верно ли это для красной звезды в месте нахождения наших радиоимпульсов, мы взяли спектр. Спектр показывает, сколько света излучает звезда на каждой длине волны.
|
|
|
|
Каждый тип звезд излучает уникальный спектральный "отпечаток". В ходе различных наблюдений мы наблюдали, как отпечаток красной звезды смещался в сторону чуть более длинных или коротких волн. Этот эффект известен как эффект Доплера и указывает на то, что звезда удаляется от нас в одном наблюдении и приближается к нам в другом. Это похоже на то, как меняется тональность сирены скорой помощи, когда она приближается к вам, а затем удаляется вдаль.
|
|
|
|
Такое движение возможно только в том случае, если красная звезда находится в двойной системе с другой звездой. Мы обнаружили, что две звезды обращаются вокруг друг друга каждые два часа – таков период их обращения.
|
|
|
|
Это идеально согласуется с загадочно медленным повторением радиоимпульсов, которые мы обнаружили.
|
|
|
|
Что такое компаньон?
|
|
|
|
Помимо спектров, мы также провели фотометрические измерения ILTJ1101. Как и в случае со спектрами, фотометрические измерения показывают количество света, излучаемого звездами на разных длинах волн. Однако спектры охватывали только ограниченный диапазон длин волн, в то время как фотометрические измерения проводились в гораздо более широком диапазоне длин волн.
|
|
|
|
В результате этих фотометрических измерений мы обнаружили небольшой избыток синего света. Такого света не ожидается только от красной звезды, и он не может быть создан нейтронной звездой.
|
|
|
|
Белый карлик, однако, идеально подходит для описания.
|
|
|
|
Вот как мы выяснили, что радиоимпульсы от ILTJ1101 исходят от белого карлика в двойной системе с красной звездой.
|
|
Тайна раскрыта? Не совсем
|
|
|
|
Означает ли это, что все долгопериодические переходные системы являются двойными белыми карликами? Вероятно, нет.
|
|
|
|
Некоторые из этих долгопериодических переходных процессов демонстрируют очень четкие характеристики пульсаров. Кроме того, периоды некоторых долгопериодических переходных процессов составляют всего 18 минут, что было бы чрезвычайно мало для периода обращения двойных белых карликов. Есть еще один долгопериодический переходный процесс, который, вероятно, связан с белым карликом.
|
|
|
|
В настоящее время количество долгопериодических переходных процессов невелико. Нам нужно найти больше таких объектов, чтобы получить полное представление об этих загадочных объектах и о том, как они работают.
|
|
|
|
Однако теперь мы знаем, что белые карлики с небольшой помощью звездного друга могут генерировать радиоимпульсы, такие же яркие, как нейтронные звезды.
|
|
|
|
Источник
|
