Аннотация:
Астрономы из Университета Кертина в Австралии обнаружили чрезвычайно редкую двойную звездную систему, в которой одна из мертвых звезд, белый карлик, излучает регулярные радиоимпульсы каждые восемь минут. Его звезда-спутник — звезда, похожая на Солнце. Впервые ученые обнаружили такие периодические радиосигналы в двойной системе, состоящей из белого карлика и звезды, похожей на Солнце, что дает новые ключи к пониманию загадочного типа небесного тела в Млечном Пути.
Эта система, получившая название GPM J071507−114153, находится на расстоянии более 5000 световых лет от Земли и состоит из двух звезд, вращающихся вокруг друг друга. Один из них — белый карлик, ядро высокой плотности, оставшееся после того, как звезда исчерпала свое ядерное топливо и эволюционировала; другая — звезда G-типа, имеющая схожие с нашим Солнцем спектральные классы и основные характеристики.
Это открытие представляет особый интерес, поскольку аналогичные ранее обнаруженные учеными радиоимпульсные системы обычно содержат белые карлики и меньшие по размеру и более холодные красные карлики. Звезда-компаньон, обнаруженная на этот раз, похожа на Солнце, что указывает на то, что этот тип загадочного небесного тела может иметь более богатый состав, чем считалось ранее.
Исследователи относят этот тип объектов к категории под названием «Долгопериодные переходные процессы (LPT)». Такие объекты могут излучать радиоимпульсы с интервалом от минут до часов, при этом сигнал периодически включается и выключается. С тех пор как исследователи Международного центра радиоастрономических исследований (ICRAR) впервые обнаружили подобные объекты в 2021 году, астрономы подтвердили наличие около десятка подобных систем, однако механизм, посредством которого они генерируют радиоизлучение, до сих пор полностью не объяснен.
Ученые ранее обнаруживали двойные структуры, состоящие из белых карликов и других звезд, в некоторых долгопериодических переходных источниках, но всегда было трудно определить, какая звезда излучает радиосигнал. Ключевой прогресс, достигнутый в этом исследовании, заключается в том, что исследователи наконец смогли напрямую наблюдать за движением белого карлика по двойной орбите через изменения импульсного сигнала.
Сэм МакСуини, первый автор статьи и научный сотрудник Обсерватории с массивом квадратных километров (SKAO), сказал, что впервые исследователи получили достаточно четкий сигнал, чтобы определить характеристики движения белого карлика, когда он вращается вокруг звезды-компаньона. Таким образом, ученые могут определить, что радиоимпульс исходит из области вблизи белого карлика или, возможно, даже непосредственно от самого белого карлика.
Чтобы проверить это суждение, исследовательская группа использовала Суперкомпьютерный исследовательский центр Поузи в Австралии для обработки более 100 часов данных радионаблюдений и проанализировала импульсный сигнал и орбитальное движение звезды белого карлика.
У этого открытия есть и неожиданная выгода: радиоимпульсы, излучаемые белыми карликами, фактически становятся естественным инструментом обнаружения для изучения активности их звезд-компаньонов.
Наташа Херли-Уокер, соавтор статьи и доцент Университета Кертина, рассказала, что исследователи обнаружили, что когда радиоволны, излучаемые белым карликом, проходят через пространство вокруг звезды, похожей на Солнце, на сигнал будет влиять активность звезды. Анализируя эти изменения, команда смогла идентифицировать звездные вспышки на поверхности звезды-компаньона.
Это явление похоже на вспышечную активность на Солнце. Солнечные вспышки выделяют большое количество энергии и могут вызвать возмущения в магнитосфере Земли и полярные сияния. Это исследование показывает, что астрономы могут использовать радиоволны для обнаружения аналогичной активности на другой звезде, находящейся на расстоянии более 5000 световых лет.
Исследователи также заметили, что белый карлик во время своей орбиты проходил за областью с сильным магнитным полем. Ученые предполагают, что эта область, вероятно, является своего рода звездным выступом, большой плазменной структурой, простирающейся от поверхности звезды, которая часто связана магнитным полем и может резко меняться в периоды звездной активности.
Исследовательская группа впервые обнаружила эту систему с помощью австралийского радиотелескопа Murchison Widefield Array (MWA). Телескоп способен сканировать все небо Млечного Пути, наблюдаемое из Австралии, помогая исследователям искать редкие периодические объекты в большом количестве радиосигналов.
Затем команда использовала радиотелескоп MeerKAT в Южной Африке, чтобы определить точное местоположение цели, а затем использовала обсерваторию Кека (WM Keck Observatory) на Мауна-Кеа, Гавайи, для проведения оптических наблюдений и, наконец, подтвердила существование звездного компаньона G-типа в системе.
Это открытие также демонстрирует возможности научного открытия существующего ведущего оборудования до того, как будет построено новое поколение крупномасштабных радиоастрономических установок. MWA и MeerKAT являются пилотными проектами для SKA-Low и SKA-Mid соответственно, двух основных компонентов будущей обсерватории с массивом квадратных километров. Первый расположен в Австралии, а второй — в Южной Африке.
Исследователи полагают, что с постепенным завершением строительства обсерватории «Квадратный километр» чувствительность и наблюдательные возможности радиотелескопов будут еще больше улучшены. Ожидается, что астрономы обнаружат больше долгопериодических временных источников, которые раньше было трудно идентифицировать, и получат более подробные данные о радиосигналах.
Значение данного исследования заключается не только в открытии ранее неопознанной комбинации двойных звезд, но и в решении важного вопроса в изучении долгопериодических транзиентных источников: от какой звезды в двойной системе исходит радиосигнал. Идентифицировав белые карлики как источник импульсного излучения, ученые смогут дополнительно изучить структуру магнитного поля, звездную активность и взаимодействие между двойными системами таких объектов.
Соответствующая статья называется «Длительный переходный процесс с спутником, подобным Солнцу», и была опубликована в журнале Nature Astronomy.
В настоящее время долгопериодические переходные источники по-прежнему представляют собой тип загадочных небесных тел, который еще не до конца изучен в астрономии. Поведение излучающих радиоимпульсы лишь раз в несколько минут или даже часов полностью отличается от характеристик обычных пульсаров, излучающих несколько сигналов в секунду. Это открытие предоставляет новые наблюдательные данные для объяснения этих аномальных сигналов, но полный физический механизм, стоящий за ним, все еще требует дальнейшего изучения.
Комментарии