Dvije zvijezde mogle bi razriješiti jednu od velikih svemirskih zagonetki

Znanstvenici su identificirali su podrijetlo rijetke klase objekata poznatih kao dugoperiodični radio-tranzijenti, misteriozni izboji radiovalova koji zbunjuju astronome otkako su prvi put otkriveni na samo nekoliko lokacija diljem Mliječnog puta. Izvor je takozvana kataklizmička vrijabla ili rastuća zvijezda bijelog patuljka, koji aktivno izvlači materijal iz zvijezde pratilice. Rezultati istraživanja su objavljeni u časopisu Nature Astronomy.

Novoidentificirani sustav ASKAP J1745−5051 sastoji se od bijelog patuljka i crvenog patuljka, međusobno povezanih u izuzetno bliskoj orbiti. Bijeli patuljak je gusti ostatak mrtve zvijezde, otprilike veličine Zemlje, ali s masom usporedivom s masom Sunca. Njegov pratitelj je mnogo veća, ali manje gusta crvena patuljasta zvijezda koja sadrži oko jednu desetinu Sunčeve mase.

Dvije zvijezde kruže jedna oko druge za nešto više od sat vremena. Dok bijeli patuljak izvlači plin iz svog suputnika, materijal se zagrijava i emitira X-zrake. U isto vrijeme, interakcije između magnetskih polja zvijezda generiraju snažne radio izboje. Zajedno, te se emisije ponavljaju u redovitom ciklusu svakih 1,4 sata.

Kao kamen iz Rosette

Sve ove emisije povezane su s orbitalnim kretanjem sustava. No, radijski i rendgenski signali ne dostižu vrhunac u isto vrijeme, što upućuje na zaključak kako nastaju u različitim regijama sustava.

Istraživači su otkrili kako radio valovi vjerojatno nastaju tamo gdje se magnetska polja zvijezda sudaraju i stupaju u interakciju s strujom nabijenog materijala koji teče prema bijelom patuljku. Ovaj proces stvara usko fokusirane izljeve zračenja koji prolaze svemirom.

Kada su prvi put otkriveni dugoperiodični radio-tranzijenti, mnogi su astronomi posumnjali kako je riječ o neutronskim zvijezdama koje se neobično sporo vrte, poznatim kao pulsari. Međutim, postojeći modeli sugeriraju kako sporo rotirajuće neutronske zvijezde ne bi trebale biti u stanju proizvesti ove signale.

Nova otkrića podupiru drugačije objašnjenje. Čini se kako barem neki dugoperiodični radio tranzijenti potječu iz binarnih zvjezdanih sustava koji uključuju bijele patuljke.

Sustav je također tek drugi poznati dugoperiodični radio prijelaz za koji je utvrđeno kako proizvodi regularne X-zrake. To je prvi primjer u kojem su znanstvenici potvrdili točno što uzrokuje periodično ponašanje.

Istraživači vjeruju kako bi ASKAP J1745−5051 mogao postati važan referentni objekt za razumijevanje drugih misterioznih radio tranzijenata.

Međunarodna suradnja

Sustav je otkriven pomoću ASKAP-a, radioteleskopa u vlasništvu i pod upravom CSIRO-a, australske nacionalne znanstvene agencije. ASKAP kombinira široko vidno polje, visoku rezoluciju i iznimnu osjetljivost, što ga čini osobito učinkovitim u otkrivanju neobičnih signala koji bi inače mogli proći nezapaženo.

Osim što pomaže u objašnjenju tajanstvenih radio signala, sustav također nudi znanstvenicima rijetku priliku za proučavanje ekstremnih fizikalnih uvjeta koji ne mogu ponovno biti stvoreni u laboratorijima na Zemlji. Omogućit će testiranje kako se materija ponaša u jakim magnetskim poljima i pod intenzivnim gravitacijskim silama.

Tim planira nastaviti proučavati sustav koristeći radio, optičke i rendgenske teleskope. Kombinirajući promatranja na različitim valnim duljinama, nadaju se da će bolje razumjeti kako ti signali nastajui jesu li slični mehanizmi mogu objasniti širu populaciju dugotrajnih radio prijelaza.

Međunarodna suradnja uključivala je istraživače iz Australije, Sjedinjenih Država, Kine, Kanade, Španjolske i Izraela. Promatranja su provedena pomoću CSIRO-ovog ASKAP-a i Australia Telescope Compact Array u Australiji, radio-teleskopa MeerKAT u Južnoj Africi, SOAR-a i Magellan optičkih teleskopa u Čileu te opservatorija Swift i Einstein Probe u svemiru.