Космичка мистерија решена: 'Вампирска' звезда извор понављајућег радио-сигнала

Радио-астрономи су дуго били збуњени загонетним, понављајућим сигналима који стижу из дубоког свемира, познатим као дугопериодични транзијенти. Ови објекти, први пут детектовани 2022. године, емитују снажне пулсеве зрачења на сваких неколико минута или сати, при чему сваки бљесак траје само неколико секунди.

Знатно су спорији од брзих радио-бљескова, интензивних ерупција енергије које трепере свега неколико милисекунди. Постоје бројне теорије о њиховом пореклу, од споро ротирајућих остатака мртвих звезда (пулсара) до језгара урушених звезда (белих патуљака). Захваљујући новим подацима, један од ових сигнала је коначно дешифрован.

Потрага за необјашњивим сигналом

Кови Роуз, докторанд на Универзитету у Сиднеју, анализирао је више од три милиона извора радио-таласа користећи аустралијски телескоп АСКАП (Australian SKA Pathfinder). Он је тај огроман број свео на 100 извора чија је светлост била кружно поларизована, што значи да се креће спирално док путује ка Земљи.

Међу тим кандидатима, два објекта Роуз није могао одмах да идентификује. Први се испоставио као ултра-хладни смеђи патуљак, чија је температура једнака температури пећи за пицу. Други је био АСКАП J1745-5051.

„То је било нешто што нисмо могли да објаснимо, а када смо коначно успели, било је интересантније него што смо се надали", наглашава Роуз.

Користећи податке са више радио-телескопа, као и оптичка и рендгенска посматрања, Роуз и његови сарадници су показали да овај објекат, удаљен више од хиљаду светлосних година, производи снажне бљескове зрачења у радио-таласима и рендгенским зрацима на свака 1,3 сата.

„Видели бисте ове прелепе парове пулсева – пулс-пулс, пулс-пулс, пулс-пулс, а онда би се искључио", објаснио је Роуз.

Плес белог патуљка и његовог пратиоца

У недавној студији објављеној у часопису Nature Astronomy, тим тврди да је АСКАП Ј1745-5051 звездани систем познат као магнетска катаклизмичка променљива. У овом бинарном систему, густи остатак звезде познат као бели патуљак својом снажном гравитацијом „краде" материјал са свог пратиоца, вероватно црвеног патуљка.

Ипак, понављајући радио-сигнали нису последица саме крађе материјала, већ судара магнетних поља ове две звезде. Како се звезде приближавају једна другој током своје орбите, њихова магнетна поља се сударају, што ослобађа наелектрисане честице које емитују радио-таласе.

Занимљиво је да радио-таласи и рендгенски зраци достижу врхунац у различито време, што показује да потичу из различитих делова система. Рендгенски зраци настају док материјал са мање звезде спирално пада ка белом патуљку и загрева се на милионе степени.

Додатна анализа је показала да се фреквенција емисија померала.

„Таласне дужине би се помералле ка вишим фреквенцијама, а затим назад ка нижим, што је сигуран знак бинарног система", напомиње Роуз. То је био „непобитан доказ" да се ради о две звезде које круже једна око друге.

Камен из Розете за свемирске загонетке

Ово откриће је први пут да је дугопериодични транзијент потврђен у акреционом систему, где један објекат краде материјал од другог. Због тога ово откриће представља значајан корак у решавању шире мистерије ових необичних космичких сигнала.

„Ово је Камен из Розете који ће нам помоћи да дешифрујемо делове информација који недостају код других дугопериодичних транзијената, како код десетак које смо већ открили, тако и код нових које ћемо тек откривати", истакао је Роуз.

Марцин Гловацки, астроном са Краљевске опсерваторије у Единбургу који није био укључен у истраживање, сложе се са овим закључком. „Овај рад нам даје јаку везу између бар неких дугопериодичних транзијената и бинарних система са белим патуљцима."

Међутим, био је изненађен што је АСКАП Ј1745-5051 идентификован као катаклизмичка променљива. „Као што се у раду наводи, посматрано је 50 других катаклизмичких променљивих које производе радио-емисије, али ниједна са периодичним понашањем као ова, а и обично су много блеђе“, додаје Гловацки.

Патрик Вут, астроном са Универзитета у Кејптауну, додао је да АСКАП Ј1745-5051 представља мост између две класе објеката. „АСКАП Ј1745-5051 је неколико редова величине сјајнији од других компактних променљивих посматраних на радио-фреквенцијама, па шта га чини тако јединственим?", пита се. „То је веома интересантно питање за будућа посматрања."

Роуз планира да даље истражи понашање система у рендгенском спектру како би у потпуности окарактерисао овај необични космички пар и открио које још тајне крије. Ова открића, омогућена напредним телескопима попут АСКАП-а, померају границе нашег разумевања најекстремнијих процеса у универзуму и отварају нова поглавља у радио-астрономији.