O stea care „devorează” companionul său a dezvăluit în sfârșit originea unuia dintre cele mai enigmatice semnale cosmice repetitive.
Astronomii au descifrat misterul din spatele unei clase stranii de semnale cosmice repetitive, care i-au nedumerit pe oamenii de știință ani în șir. Folosind telescopul radio ASKAP din Australia, cercetătorii au identificat sursa rafalelor: un duo stelar rar, în care o pitică albă densă sifonează constant material de la o companionă pitică roșie din apropiere. Pe măsură ce materia furată se rotește în spirală spre interior, sistemul eliberează unde radio puternice și raze X la fiecare 1,4 ore.
Oamenii de știință au identificat sursa unei clase de semnale radio cosmice misterioase, legându-le de o stea pitică albă ce fură material de la o stea vecină.
Astronomii au urmărit un tip de semnal cosmic repetitiv, până la o pereche neobișnuită de stele, oferind cea mai puternică dovadă de până acum pentru originea unuia dintre cele mai tulburătoare fenomene cosmice. Descoperirea a fost realizată de o echipă internațională de cercetători, condusă de oameni de știință de la Universitatea din Sydney, folosind telescopul radio ASKAP al CSIRO. Rezultatele lor identifică originea unei clase rare de obiecte cunoscute sub numele de tranziții radio de lungă durată (long-period radio transients), rafale misterioase de unde radio care i-au nedumerit pe astronomi de când au fost detectate pentru prima dată în doar câteva locații din Calea Lactee. Rezultatele au fost publicate în Nature Astronomy.
Autorul principal, Kovi Rose, student doctorand la Școala de Fizică a Universității din Sydney și CSIRO, a declarat că echipa a reușit, în sfârșit, să conecteze unul dintre aceste semnale enigmatice la un tip specific de sistem stelar. „Pentru prima dată am identificat originea acestor semnale, confirmând că sursa este o 'variabilă cataclismică', adică o stea pitică albă care acumulează materie", a spus Rose. „Tranzițiile radio de lungă durată i-au nedumerit pe astronomi ani în șir", a continuat el. „Am descoperit doar vreo doisprezece, iar originile lor au fost neclare. Acum, am reușit să demonstrăm că sursa unei astfel de tranziții provine de la o pitică albă care atrage activ material de la o stea companionă."
Sistemul rar cu pitică albă dezvăluit
Noul sistem identificat, cunoscut sub numele de ASKAP J1745−5051, constă dintr-o pitică albă și o pitică roșie captive într-o orbită extrem de apropiată. O pitică albă este rămășița densă a unei stele moarte, având aproximativ dimensiunea Pământului, dar o masă comparabilă cu cea a Soarelui. Companionul său este o stea pitică roșie mult mai mare, dar mai puțin densă, conținând aproximativ o zecime din masa Soarelui. Cele două stele orbitează una în jurul celeilalte în puțin peste o oră. Pe măsură ce pitica albă extrage gaz din companionă, materialul se încălzește și emite raze X. În același timp, interacțiunile dintre câmpurile magnetice ale stelelor generează rafale puternice de unde radio. Împreună, aceste emisii se repetă într-un ciclu regulat la fiecare 1,4 ore. „Aceste emisii sunt legate de mișcarea orbitală a sistemului", a explicat Rose. „Dar, interesant, semnalele radio și cele cu raze X nu ating maximul în același timp, ceea ce ne arată că sunt produse în regiuni diferite ale sistemului." Cercetătorii au descoperit că undele radio sunt probabil produse acolo unde câmpurile magnetice ale stelelor se ciocnesc și interacționează cu fluxul de material încărcat ce se îndreaptă spre pitica albă. Acest proces creează rafale concentrate de radiații care se propagă prin spațiu.
Rezolvarea misterului tranzițiilor radio de lungă durată
Când tranzițiile radio de lungă durată au fost descoperite pentru prima dată, mulți astronomi au suspectat că ar putea fi stele neutronice neobișnuit de lent rotitoare, cunoscute sub numele de pulsari. Cu toate acestea, modelele existente sugerează că stelele neutronice care se rotesc atât de lent nu ar fi capabile să producă aceste semnale. Noile descoperiri susțin o explicație diferită. Cel puțin unele tranziții radio de lungă durată par să provină din sisteme stelare binare ce implică pitice albe. „Unele obiecte similare fuseseră legate de sisteme binare înainte, dar acesta este primul în care putem vedea clar ambele stele și procesul de acumulare în acțiune", a declarat profesorul Murphy, Șeful Școlii de Fizică de la Universitatea din Sydney și Investigator Principal la Centrul de Excelență ARC pentru Descoperirea Undelor Gravitaționale (OzGrav). Sistemul este, de asemenea, doar a doua tranziție radio de lungă durată cunoscută care produce raze X regulate. Este primul exemplu în care oamenii de știință au confirmat exact ce cauzează comportamentul periodic.
O „Piatră Rosetta” Cosmică
Cercetătorii consideră că ASKAP J1745−5051 ar putea deveni un obiect de referință important pentru înțelegerea altor tranziții radio misterioase. Sistemul a fost descoperit folosind ASKAP, un telescop radio deținut și operat de CSIRO, agenția națională de știință din Australia. ASKAP combină un câmp vizual larg, rezoluție înaltă și sensibilitate excepțională, făcându-l deosebit de eficient în detectarea semnalelor neobișnuite care altfel ar putea trece neobservate. „Acest sistem ne oferă o modalitate de a descifra aceste semnale. Ne-ar putea ajuta să determinăm dacă alte tranziții de lungă durată sunt mai asemănătoare pulsarilor sau sistemelor cu pitice albe, acționând ca o piatră rosetta stelară", a spus Rose, referindu-se la obiectul arheologic descoperit în Egipt, care a ajutat la traducerea hieroglifelor antice. Pe lângă faptul că ajută la explicarea semnalelor radio misterioase, sistemul oferă oamenilor de știință o oportunitate rară de a studia condiții fizice extreme care nu pot fi recreate în laboratoarele de pe Pământ. „Aceste sisteme sunt laboratoare naturale", a subliniat Rose. „Ele ne permit să ne testăm înțelegerea despre cum se comportă materia în câmpuri magnetice puternice și sub forțe gravitaționale intense."
Observații viitoare planificate
Echipa intenționează să continue studiul sistemului folosind telescoape radio, optice și cu raze X. Prin combinarea observațiilor în diferite lungimi de undă, speră să înțeleagă mai bine cum sunt produse aceste semnale și dacă mecanisme similare pot explica populația mai largă de tranziții radio de lungă durată. „Fiecare nouă descoperire ne ajută să punem piesele marii imagini", a concluzionat Rose. „Abia începem să înțelegem această nouă clasă de evenimente cosmice." Colaborarea internațională a inclus cercetători din Australia, Statele Unite, China, Canada, Spania și Israel. Observațiile au fost efectuate folosind ASKAP și Australia Telescope Compact Array ale CSIRO din Australia, telescopul radio MeerKAT din Africa de Sud, telescoapele optice SOAR și Magellan din Chile, precum și observatoarele spațiale Swift (UV/X-ray) și Einstein Probe (X-ray).