Радиотелескоп АСКАП обнаруживает в небе поляризованные радиосигналы. Фото предоставлено: АСКАП
Когда астрономы направляют свои радиотелескопы в космос, мы иногда обнаруживаем спорадические всплески радиоволн, исходящие из просторов Вселенной. Мы называем их «радиопереходными явлениями»: некоторые происходят только один раз и больше никогда не наблюдаются, другие мерцают вверх и вниз по предсказуемым закономерностям.
Мы считаем, что большая часть радиоволн исходит от вращающихся нейтронных звезд, называемых пульсарами, которые периодически излучают радиоволны, подобно космическим маякам. Обычно эти нейтронные звезды вращаются с невероятной скоростью, совершая каждый оборот всего лишь секунды или даже доли секунды.
Недавно мы обнаружили радиотранзиент, непохожий ни на что, что астрономы видели раньше. Мало того, что его цикл составляет почти час (самый длинный из когда-либо наблюдаемых), но в ходе многочисленных наблюдений мы также обнаружили, что он иногда излучает длинные яркие вспышки, иногда быстрые и слабые импульсы, а иногда вообще ничего.
Мы не можем точно объяснить, что здесь происходит. Скорее всего, это очень необычная нейтронная звезда, но мы не можем исключать и другие варианты. Наше исследование было опубликовано в журнале Nature Astronomy.
Удачная находка
Встречайте ASKAP J1935+2148 (цифры в названии обозначают его положение на небе). Этот периодический радиопереходный процесс был обнаружен с помощью радиотелескопа ASKAP CSIRO в стране Ваджарри Ямаджи в глубинке Западной Австралии.
Телескоп имеет очень широкое поле зрения, что позволяет ему обследовать большие части Вселенной за очень короткое время. Это делает его идеальным для открытия новых и экзотических явлений.
Используя ASKAP, мы одновременно отслеживали источник гамма-излучения и искали импульсы от быстрого радиовсплеска, когда обнаружили в данных медленно мигающий сигнал ASKAP J1935+2148. Сигнал выделялся тем, что состоял из радиоволн с «круговой поляризацией», что означает, что направление волн меняется по мере прохождения сигнала в пространстве.
Наши глаза не могут отличить свет с круговой поляризацией от обычного неполяризованного света. Однако ASKAP работает как солнцезащитные очки Polaroid, фильтруя блики от тысяч обычных источников света.
После первоначального открытия мы провели дальнейшие наблюдения в течение нескольких месяцев, используя ASKAP и более чувствительный радиотелескоп MeerKAT в Южной Африке.
Самый медленный радиопереходный процесс, когда-либо обнаруженный
ASKAP J1935+2148 принадлежит к относительно новому классу долгопериодных переходных радиосигналов. Пока были обнаружены только два других, и 53,8-минутный период ASKAP J1935+2148 на сегодняшний день является самым длинным.
Однако этот исключительно длительный период — только начало. Мы наблюдали ASKAP J1935+2148 в трех разных состояниях или режимах.
В первом состоянии мы видим яркие импульсы линейной (а не циркулярной) поляризации длительностью от 10 до 50 секунд. Во втором состоянии присутствуют гораздо более слабые импульсы с круговой поляризацией, длительностью всего около 370 миллисекунд. Третье состояние — это спокойное или приглушенное состояние, в котором вообще отсутствуют импульсы.
Эти разные режимы и переключение между ними могут быть результатом взаимодействия сложных магнитных полей и плазменных токов самого источника с сильными магнитными полями в окружающем пространстве.
Подобные закономерности наблюдались и у нейтронных звезд, но наше нынешнее понимание нейтронных звезд предполагает, что на самом деле у них не может быть такого длительного периода.
Нейтронные звезды и белые карлики
Происхождение сигнала с таким длительным периодом остается глубокой загадкой, главным подозреваемым является медленно вращающаяся нейтронная звезда. Однако нельзя исключать, что объект представляет собой белый карлик — пепел сгоревшей звезды размером с Землю, израсходовавший свое топливо.
Белые карлики часто имеют медленные периоды вращения, но мы не знаем способа генерировать радиосигналы, которые мы видим здесь. Кроме того, поблизости нет других сильномагнитных белых карликов, что делает объяснение нейтронной звезды более правдоподобным.
Возможным объяснением может быть то, что объект является частью двойной звездной системы, в которой нейтронная звезда или белый карлик вращается вокруг другой невидимой звезды.
Этот объект может заставить нас переосмыслить наше многолетнее представление о нейтронных звездах или белых карликах, особенно о том, как они излучают радиоволны и как выглядит их население в нашей галактике. Чтобы подтвердить, что это за объект, необходимы дальнейшие исследования, но любой из сценариев предоставит ценную информацию о физике этих экстремальных объектов.
Поиск продолжается
Мы не знаем, как долго ASKAP J1935+2148 излучает радиосигналы, поскольку радиоастрономические исследования обычно не ищут объекты с такими длительными периодами. Кроме того, радиоизлучения этого источника обнаруживаются лишь в течение 0,01–1,5% периода его вращения, в зависимости от состояния излучения.
Так что нам очень повезло, что мы случайно увидели ASKAP J1935+2148. Вполне возможно, что в нашей галактике есть много других подобных объектов, ожидающих своего открытия.
Информация от: Разговором
Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.
