Танец двух звезд: впервые найден источник странных радиосигналов в двойной системе

Международная группа астрономов под руководством исследователей из Сиднейского университета и CSIRO впервые точно определила источник загадочных радиосигналов. Ученые обнаружили, что такие сигналы порождаются двойной звездной системой, состоящей из белого карлика и красного карлика, причем белый карлик активно перетягивает вещество с компаньона. Результаты этого прорывного исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.

В последние годы астрономы все чаще натыкаются в данных радиотелескопов на странные космические сигналы, которые длятся от нескольких секунд до минут и повторяются с необычно большими интервалами — от десятков минут до нескольких часов. Эти явления, получившие название «длительнопериодические радиопереходные явления», ставили ученых в тупик: их природа оставалась загадкой, а количество известных примеров не превышало дюжины. Теперь же международная команда во главе с аспирантом Кови Роузом из Сиднейского университета и CSIRO, австралийского национального научного агентства, сумела не только обнаружить новый такой объект, но и впервые убедительно доказать, что стоит за этими таинственными вспышками.

Объект, получивший обозначение ASKAP J1745−5051, был найден с помощью радиотелескопа ASKAP, который славится своей высокой чувствительностью и широким полем зрения. Дальнейшие наблюдения подключили целую сеть инструментов: радиотелескопы MeerKAT в Южной Африке и Australia Telescope Compact Array, оптические телескопы SOAR и Magellan в Чили, а также космические обсерватории Swift и Einstein Probe, работающие в ультрафиолетовом и рентгеновском диапазонах. Такое комплексное изучение позволило восстановить полную картину.

Выяснилось, что ASKAP J1745−5051 это тесная двойная система, находящаяся на расстоянии нескольких тысяч световых лет от нас. В центре событий белый карлик, плотный остаток звезды размером примерно с Землю, но с массой, близкой к солнечной. Его соседом оказался красный карлик, звезда с массой всего около десятой доли массы Солнца, зато заметно более крупная по размерам. Они вращаются друг вокруг друга с бешеной скоростью: полный оборот занимает чуть больше часа.

При таком тесном сближении гравитация белого карлика буквально сдирает вещество с поверхности его компаньона. Этот поток газа, падая на плотную звезду, разогревается до миллионов градусов и испускает рентгеновские лучи. Одновременно с этим магнитные поля обеих звезд взаимодействуют, порождая мощные радиовспышки, которые повторяются строго с периодом в 1,4 часа, то есть с той же частотой, с какой звезды обращаются друг вокруг друга.

Что особенно интересно, радио- и рентгеновские сигналы достигают пика не одновременно. Это прямо указывает на то, что они рождаются в разных областях системы. Рентгеновское излучение, скорее всего, возникает вблизи самого белого карлика, где аккрецирующий газ ударяется о его поверхность. А радиовспышки, вероятно, генерируются в точке, где магнитные поля двух звезд сталкиваются и пересоединяются, ускоряя заряженные частицы и создавая узкие пучки излучения.

До сих пор многие астрономы предполагали, что подобные долгопериодические сигналы могут исходить от медленно вращающихся нейтронных звезд, своего рода «ленивых пульсаров». Однако теоретические модели показывают, что нейтронные звезды с такими большими периодами вращения не способны производить наблюдаемое радиоизлучение.

Новое открытие подтверждает альтернативную гипотезу: по крайней мере часть этих загадочных объектов является так называемыми катаклизмическими переменными, то есть двойными системами с аккрецирующим белым карликом. ASKAP J1745−5051 стала всего вторым долгопериодическим радиотранзиентом, у которого зарегистрировано регулярное рентгеновское излучение, и первым, чья природа установлена однозначно.

Это открытие исследователи сравнивают с Розеттским камнем — артефактом, позволившим расшифровать древнеегипетские иероглифы. Теперь, имея перед глазами четкий пример системы, генерирующей такие сигналы, астрономы смогут сравнивать с ней другие подобные объекты и выяснять, какие из них действительно являются аккрецирующими двойными с белыми карликами, а какие, возможно, скрывают иную природу. Более того, эта система служит уникальной естественной лабораторией для изучения экстремальной физики: поведения плазмы в сильных магнитных полях, процессов пересоединения и аккреции в условиях, которые невозможно воспроизвести на Земле.

Таким образом, ученые впервые надежно доказали, что по крайней мере один класс загадочных долгопериодических радиосигналов порождается тесными двойными системами, в которых белый карлик перетягивает вещество с красного карлика-компаньона. Открытие не только разрешает многолетнюю загадку, но и предоставляет астрономам ключ к расшифровке других подобных явлений, открывая новое направление в изучении магнитных и гравитационных взаимодействий в экстремальных космических условиях.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях