Nowo odkryty przejściowy przebieg radiowy o cyklu prawie godzinnym przedstawia intrygującą niebiańską zagadkę. Obiekt ten, wykazujący trzy różne stany emisji, może obracać się wolno gwiazda neutronowa lub unikat biały karzełprzesuwając granice naszej obecnej wiedzy astronomicznej.
Kiedy astronomowie kierują radioteleskopy w przestrzeń kosmiczną, czasami wykrywamy krótkie rozbłyski fal radiowych z odległych części wszechświata. Te rozbłyski, zwane „przejściami radiowymi”, mogą zachowywać się na różne sposoby — niektóre wybuchają tylko raz i nigdy nie powracają, podczas gdy inne migają w regularnych odstępach czasu.
Uważa się, że większość stanów przejściowych radiowych pochodzi od wirujących gwiazd neutronowych, zwanych pulsarami. Gwiazdy te emitują spójne impulsy fal radiowych, niczym kosmiczne latarnie morskie, wirujące z zadziwiającą prędkością, a każdy obrót trwa zaledwie sekundy lub nawet ułamek sekundy.
Odkrycie unikalnego zjawiska kosmicznego
Ostatnio jednak odkryliśmy przejściowy sygnał radiowy, niepodobny do niczego, co widzieliśmy wcześniej. Sygnał ten następuje po cyklu trwającym prawie godzinę – najdłuższym, jaki kiedykolwiek zarejestrowano. Z różnych obserwacji wynikało, że czasami wytwarzał długie, jasne błyski, innym razem słabe, szybkie impulsy, a czasami w ogóle nie wytwarzał sygnału.
Nie rozumiemy jeszcze w pełni, co się dzieje, ale źródłem jest prawdopodobnie bardzo niezwykła gwiazda neutronowa. Możliwe są jednak inne wyjaśnienia. Nasz ustalenia zostały opublikowane w Astronomia przyrodnicza.
Bezprecedensowe odkrycie w radioastronomii
Poznaj ASKAP J1935+2148 (cyfry w nazwie wskazują na jego położenie na niebie). Ten okresowy stan przejściowy radiowy został odkryty przy użyciu CSIRO’S Radioteleskop ASKAP w kraju Wajarri Yamaji na odludziu w zachodniej Australii.
Teleskop ma bardzo szerokie pole widzenia, co oznacza, że może bardzo szybko badać duże objętości Wszechświata. Dzięki temu bardzo dobrze nadaje się do wykrywania nowych i egzotycznych zjawisk.
Używając ASKAP, jednocześnie monitorowaliśmy źródło promieni gamma i szukaliśmy impulsów z szybkiego rozbłysku radiowego, kiedy zauważyliśmy w danych powoli migający ASKAP J1935+2148. Sygnał wyskoczył, ponieważ składał się z fal radiowych „spolaryzowanych kołowo”, co oznacza, że kierunek fal zmienia się, gdy sygnał przemieszcza się w przestrzeni.
Nasze oczy nie potrafią odróżnić światła spolaryzowanego kołowo od zwykłego światła niespolaryzowanego. Jednak ASKAP działa jak para polaroidowych okularów przeciwsłonecznych, odfiltrowując odblaski z tysięcy zwykłych źródeł.
Po wstępnej detekcji prowadziliśmy dalsze obserwacje przez kilka miesięcy przy użyciu ASKAP, a także bardziej czułego radioteleskopu MeerKAT w Republice Południowej Afryki.
Postępy obserwacyjne i tajemnice odkrywane
ASKAP J1935+2148 należy do stosunkowo nowej klasy długookresowych stanów nieustalonych. Znaleziono tylko dwa inne, a okres 53,8 minuty ASKAP J1935+2148 jest zdecydowanie najdłuższy.
Jednak wyjątkowo długi okres to dopiero początek. Widzieliśmy ASKAP J1935+2148 w trzech różnych stanach lub trybach.
W pierwszym stanie widzimy jasne, liniowo (a nie kołowo) spolaryzowane impulsy trwające od 10 do 50 sekund. W drugim stanie występują znacznie słabsze, spolaryzowane kołowo impulsy trwające tylko około 370 milisekund. Trzeci stan to stan cichy lub wygaszony, bez żadnych impulsów.
Te różne tryby i przełączanie między nimi mogą wynikać z wzajemnego oddziaływania złożonych pól magnetycznych i osocze wypływa z samego źródła z silnymi polami magnetycznymi w otaczającej przestrzeni.
Podobne wzorce zaobserwowano w gwiazdach neutronowych, ale nasza obecna wiedza na temat gwiazd neutronowych sugeruje, że nie powinny one mieć tak długiego okresu.
Spekulacje na temat niebiańskich zachowań
Pochodzenie sygnału o tak długim okresie pozostaje głęboką tajemnicą, a głównym podejrzanym jest wolno rotująca gwiazda neutronowa. Nie możemy jednak wykluczyć możliwości, że obiektem jest biały karzeł – żużel wielkości Ziemi po wypalonej gwieździe, w której wyczerpało się paliwo.
Białe karły często mają powolne okresy rotacji, ale nie wiemy, w jaki sposób można by wytworzyć sygnały radiowe, które tu widzimy. Co więcej, w pobliżu nie ma innych wysoce magnetycznych białych karłów, co sprawia, że wyjaśnienie gwiazdy neutronowej jest bardziej prawdopodobne.
Jednym z wyjaśnień może być to, że obiekt jest częścią układu podwójnego, w którym gwiazda neutronowa lub biały karzeł krąży wokół innej niewidocznej gwiazdy.
Obiekt ten może skłonić nas do ponownego rozważenia naszego trwającego od kilkudziesięciu lat zrozumienia gwiazd neutronowych i białych karłów, zwłaszcza tego, w jaki sposób emitują fale radiowe i jaka jest ich populacja w naszej galaktyce. Konieczne są dalsze badania, aby potwierdzić, czym jest obiekt, ale każdy ze scenariuszy dostarczyłby cennych informacji na temat fizyki tych ekstremalnych obiektów.
Przyszłość eksploracji kosmosu
Nie wiemy, jak długo ASKAP J1935+2148 emituje sygnały radiowe, ponieważ badania radioastronomiczne zwykle nie szukają obiektów o tak długich okresach. Co więcej, emisje radiowe z tego źródła są wykrywane jedynie przez zaledwie 0,01% do 1,5% jego okresu rotacji, w zależności od stanu emisji.
Mieliśmy więc szczęście, że przypadkiem dostrzegliśmy ASKAP J1935+2148. Jest całkiem prawdopodobne, że w innych częściach naszej galaktyki istnieje wiele innych podobnych obiektów, które czekają na odkrycie.
Więcej o tym odkryciu:
Napisane przez:
- Manisha Caleb, wykładowca, Uniwersytet w Sydney
- Emil Lenc, pracownik naukowy ds. przestrzeni kosmicznej i astronomii, CSIRO
Na podstawie artykułu pierwotnie opublikowanego w Rozmowa.
