Астрономи розгадали загадку дивного космічного сигналу: його джерелом стала мертва зірка, що поглинає сусідку
Протягом багатьох років астрономи фіксували загадкові радіосигнали з глибокого космосу, які не вписувалися у звичні уявлення про роботу Всесвіту. На відміну від сигналів, що надходять від нейтронних зірок із чіткою періодичністю в секунди, ці імпульси повторювалися набагато повільніше — з інтервалами у десятки хвилин або навіть понад годину. Тепер ученим вдалося вперше точно визначити джерело одного з таких загадкових сигналів.
Дослідження показало, що його породжує система з двох зірок, де білий карлик буквально відбирає речовину у свого зоряного компаньйона. Результати роботи опубліковані в журналі Nature Astronomy.
Дивні сигнали, які роками не мали пояснення, належать до класу так званих довгоперіодичних радіотранзієнтів. На сьогодні відомо лише близько десятка таких об’єктів. Їхня головна особливість полягає в тому, що вони випромінюють потужні радіоімпульси через значно більші проміжки часу, ніж більшість відомих космічних джерел.
Раніше вчені припускали два можливі пояснення. Одне з них пов’язували з надзвичайно повільно обертовими магнетарами — нейтронними зорями з рекордно сильними магнітними полями. Інша версія передбачала існування подвійної зоряної системи, де білий карлик взаємодіє із сусідньою зіркою.
Прорив став можливим завдяки спостереженням австралійського радіотелескопа ASKAP. Один із зафіксованих сигналів не збігався з жодним відомим джерелом, тому астрономи провели додаткові дослідження за допомогою кількох наземних і космічних обсерваторій.
Аналіз світла показав наявність характерних ліній водню та гелію, які свідчили про те, що в системі відбувається активне перетікання речовини. Дані ультрафіолетових і рентгенівських спостережень лише підтвердили цей висновок.
У центрі системи перебуває білий карлик — надзвичайно щільний залишок зірки, який за розмірами можна порівняти із Землею, але його маса майже дорівнює масі Сонця. Поруч із ним обертається червоний карлик — невелика холодна зоря, маса якої становить лише близько десятої частини сонячної.
Обидві зорі настільки близькі одна до одної, що здійснюють повний оберт лише за 1,3 години. Це одна з найтісніших подібних систем, відомих науці.
Потужне тяжіння білого карлика буквально витягує газ із червоного карлика. Захоплена речовина закручується навколо щільної зорі, нагрівається до сотень тисяч градусів і зрештою падає на її поверхню. Саме цей процес супроводжується інтенсивним випромінюванням у різних діапазонах, включаючи радіохвилі та рентгенівські промені.
Особливий інтерес викликало те, що рентгенівське випромінювання змінюється з тією самою періодичністю, що й загадкові радіоімпульси. Водночас максимуми цих сигналів не збігаються у часі, що свідчить про їхнє виникнення в різних областях зоряної системи.
Ще однією несподіванкою стала структура самих радіохвиль. Їхня яскравість поділена на тонкі регулярні смуги — подібне явище раніше спостерігали лише у системі Юпітер–Іо. На думку дослідників, таку картину створюють хмари зарядженого газу, які розсіюють радіовипромінювання на його шляху до Землі.
Вчені також встановили, що ця система випромінює радіохвилі набагато інтенсивніше, ніж майже всі відомі радіозорі. Очевидно, настільки потужне випромінювання не може створювати сам червоний карлик — головним джерелом енергії є саме процес поглинання речовини білим карликом.
Дослідники вважають це відкриття ключовим для розуміння всієї категорії довгоперіодичних радіотранзієнтів. Вперше вдалося однозначно пов’язати один із загадкових космічних сигналів із конкретною фізичною системою. Тепер астрономи зможуть порівнювати інші подібні сигнали та визначати, які з них походять від подвійних систем із білими карликами, а які — від інших екзотичних об’єктів, зокрема магнетарів.
Крім того, подібні зоряні системи стають унікальними природними лабораторіями для дослідження екстремальних магнітних полів, надгарячої плазми та фізичних процесів, які неможливо відтворити в земних умовах. Це відкриває нові можливості для вивчення найзагадковіших явищ у Всесвіті.