Раскрыта тайна самых медленных радиоволн во Вселенной: что скрывается на краю галактики?

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

В глубинах космоса, на краю Млечного Пути, таится объект, бросающий вызов нашему пониманию Вселенной. GLEAM-X J0704-37 — так окрестили астрономы этот загадочный источник радиоволн, чье поведение не вписывается ни в одну из известных моделей. Его открытие стало не просто очередной строчкой в каталоге небесных тел, но и ключом к разгадке целого класса астрофизических явлений, известных как долгопериодичные радиоисточники.

Долгий пульс Вселенной

Представьте себе маяк, но не морской, а космический. Вместо вспышек света он излучает радиоволны, причем делает это с поразительной регулярностью. GLEAM-X J0704-37 «пульсирует» каждые три часа, посылая в пространство сигнал продолжительностью от 30 до 60 секунд. Это самый медленный «космический маяк» из всех, что когда-либо удавалось обнаружить. Долгое время природа этих сигналов оставалась загадкой. Где рождаются эти волны? Что за механизм заставляет их пульсировать с такой размеренностью?

Космический маяк, иллюстрация
Космический маяк, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com
Удачная находка на краю галактики

Предыдущие попытки изучения долгопериодичных радиоисточников сталкивались с серьезной проблемой: большинство из них находились в густонаселенных областях Галактики, буквально утопая в звездном шуме. Это делало практически невозможным точное определение их местоположения и, как следствие, изучение их природы. Но GLEAM-X J0704-37 оказался счастливым исключением. Он расположен на окраине Млечного Пути, в относительно пустынной области созвездия Кормы. Это позволило астрономам не только локализовать источник радиоволн, но и провести детальное исследование его окружения.

Автокорреляционный анализ световой кривой коррелятора с дискретизацией 2 с ((a) и (b)) и световой кривой PTUSE с дискретизацией 5 мс ((c) и (d)), а также подмножества данных PTUSE со значительной микроструктурой ((e) и (f)). Автокорреляции в (b) и (d) включают только соответствующие данные, выделенные в панелях (a) и (c); для визуальной ясности к синей кривой в панели (d) применено вертикальное смещение. Предварительная обработка данных PTUSE (см. основной текст) эффективно устранила вариации на временных масштабах ≳0,4 с, но сохранила более тонкие временные структуры. По крайней мере, на одном участке (окрашенном в синий цвет, детали показаны на панели (f)) отчетливо видна квазипериодичность ∼40 мс. Динамические спектры были дедиспергированы до 36,541 пк см-3. На панели (f) белая кривая показывает, как выглядел бы нулевой ДМ переходный сигнал.
Автокорреляционный анализ световой кривой коррелятора с дискретизацией 2 с ((a) и (b)) и световой кривой PTUSE с дискретизацией 5 мс ((c) и (d)), а также подмножества данных PTUSE со значительной микроструктурой ((e) и (f)). Автокорреляции в (b) и (d) включают только соответствующие данные, выделенные в панелях (a) и (c); для визуальной ясности к синей кривой в панели (d) применено вертикальное смещение. Предварительная обработка данных PTUSE (см. основной текст) эффективно устранила вариации на временных масштабах ≳0,4 с, но сохранила более тонкие временные структуры. По крайней мере, на одном участке (окрашенном в синий цвет, детали показаны на панели (f)) отчетливо видна квазипериодичность ∼40 мс. Динамические спектры были дедиспергированы до 36,541 пк см-3. На панели (f) белая кривая показывает, как выглядел бы нулевой ДМ переходный сигнал.
Автор: N. Hurley-Walker et al 2024 ApJL 976 L21 Источник: iopscience.iop.org
Двойное сердцебиение умирающей звезды

Ключ к разгадке тайны GLEAM-X J0704-37 лежал в идентификации звезды, связанной с этим источником радиоволн. Используя данные нескольких телескопов, включая южноафриканский MeerKAT и чилийский SOAR, астрономы смогли установить, что радиоволны исходят от системы, состоящей из двух звезд: тусклого красного карлика класса М и его компаньона — белого карлика, остатка некогда массивной звезды, завершившей свой жизненный цикл.

На первый взгляд, эта находка породила больше вопросов, чем ответов. Красные карлики — самые распространенные звезды в нашей Галактике, но они отличаются крайней малой массой и светимостью. Один лишь красный карлик не способен генерировать радиоволны такой интенсивности, которую наблюдали астрономы. Однако, присутствие белого карлика кардинально меняет дело.

Предположительно, между этими двумя звездами происходит сложный процесс взаимодействия, в котором белый карлик, обладающий мощным гравитационным полем, перетягивает на себя вещество красного карлика. Этот процесс сопровождается выбросом энергии, в том числе и в виде радиоволн. Именно эта «двойная» система, по мнению ученых, и является тем самым «сердцем», которое бьется в ритме трехчасового пульса.

Слева: изображение окрестностей радиоперехода в r-диапазоне DECam с наложением областей его 1σ локализации по MWA (пунктирный пурпурный круг) и MeerKAT (сплошной голубой круг). Справа: Оптический спектр низкого разрешения SOAR (4m-class) оптического аналога (синяя сплошная линия), наложенный на пример звезды M3V (серая линия; поток и экстинкция перенормированы для соответствия). Пределы Свифта-UVOT показаны стрелками, направленными вниз. AR Sco-подобный WD с T = 11 500 K, M = 0.8 M⊙ показан пунктирной розовой линией, а суммированный спектр WD+M3V - сплошной розовой линией.
Слева: изображение окрестностей радиоперехода в r-диапазоне DECam с наложением областей его 1σ локализации по MWA (пунктирный пурпурный круг) и MeerKAT (сплошной голубой круг). Справа: Оптический спектр низкого разрешения SOAR (4m-class) оптического аналога (синяя сплошная линия), наложенный на пример звезды M3V (серая линия; поток и экстинкция перенормированы для соответствия). Пределы Свифта-UVOT показаны стрелками, направленными вниз. AR Sco-подобный WD с T = 11 500 K, M = 0.8 M⊙ показан пунктирной розовой линией, а суммированный спектр WD+M3V — сплошной розовой линией.
Автор: N. Hurley-Walker et al 2024 ApJL 976 L21 Источник: iopscience.iop.org
Взгляд в прошлое, шаг в будущее

Уникальность открытия GLEAM-X J0704-37 заключается не только в том, что он является самым долгопериодичным радиоисточником из когда-либо обнаруженных, но и в том, что он позволил впервые предложить правдоподобную модель, объясняющую природу этих загадочных объектов. Более того, изучение архивных данных показало, что GLEAM-X J0704-37 активен уже как минимум десять лет, а возможно, и дольше. Это значит, что где-то в глубинах астрономических архивов могут скрываться еще десятки подобных объектов, ждущих своего часа.

Открытие GLEAM-X J0704-37 — это не просто еще одна научная публикация, это новый этап в изучении Вселенной. Оно открывает перед нами дверь в мир экстремальных астрофизических явлений, позволяет заглянуть в процессы, происходящие на границе жизни и смерти звезд, и, возможно, даже приблизиться к пониманию фундаментальных законов, управляющих космосом. Впереди — годы кропотливых исследований, новых открытий и, несомненно, захватывающих научных прорывов. Ведь Вселенная, как известно, не перестает удивлять.

1 комментарий

m
самых медленных радиоволн
И на сколько их скорость менее скорости света?
ЗЫ все-таки путать термины на техническом сайте — не есть хорошо…

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Поезд без рельсов: как работал 174-метровый автопоезд LeTourneau

Прежде чем отправить грузовой поезд в отдалённый район, туда нужно проложить железную дорогу. Для регулярных перевозок такие затраты могут окупиться, но ради нескольких рейсов строить сотни...

Почему многие считают, что пингвины живут только в Антарктиде, и где они обитают на самом деле

Когда речь заходит о пингвинах, в воображении большинства людей сразу возникает картина ледяных просторов, снега и сурового холода Антарктиды. Эти чёрно-белые нелетающие птицы стали почти символом...

Колесо Ферриса 1893 года: как в Чикаго построили гигантское колесо обозрения

Весной 1893 года над выставочным районом Чикаго начала расти конструкция, которую многие инженеры считали слишком хрупкой для собственного замысла. Две стальные окружности диаметром около 76 метров...

Хлеб из супермаркета больше не настоящий? Как его проверить по составу

Вы платите в супермаркете за ржаной хлеб, а получаете крашеный пшеничный кирпич. Увы, но в большинстве случаев это именно так. Настоящий черный хлеб требует долгой работы бактерий. Эту технологию...

Почему электрочайник выключается от пара, а не от кипящей воды?

Чайник закипел, но нагрев прекращается не оттого, что прибор проверил температуру воды внутри колбы. В большинстве обычных моделей сигналом служит пар, который попадает по каналу к выключателю....

Как «таблетка» домофона открывает входную дверь, если там даже нет батарейки

Вы подносите к домофону у входной двери небольшой ключ (контактный ключ «таблетку» или бесконтактная RFID-метка). Раздаётся писк, щелчок замка, и дверь открыта. Внутри такого ключа нет ни...