Un impuls radio „ascuns” a devenit cea mai clară dovadă de până acum că unul dintre cele mai misterioase semnale radio repetate din astronomie provine, cel mai probabil, dintr-un sistem format din două stele - două astre legate gravitațional și aflate pe orbită unul în jurul celuilalt - situat aproape de marginea Căii Lactee.
Descoperirea mută un mister studiat de mult timp din regiunile aglomerate ale galaxiei într-o zonă în care astronomii pot testa mai ușor ce anume produce aceste explozii radio, scrie Space.com.
Unde a apărut impulsul
În observații de arhivă realizate începând din 2013, aceeași sursă radio a continuat să apară pentru scurt timp, după care dispărea din nou în zgomotul de fond cosmic. La International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR), cercetătoarea Natasha Hurley-Walker a reușit să lege aceste impulsuri de un singur sistem stelar vizibil.
Acest lucru este important deoarece exemplele anterioare au fost detectate în câmpuri stelare foarte aglomerate, unde lumina provenită de la mai multe stele se suprapunea și făcea dificilă identificarea exactă a obiectului care producea fiecare semnal.
Având acum o țintă mai clară, cercetătorii pot trece de la simple presupuneri despre sursă la testarea modului în care două stele ar putea genera aceste semnale.
O nouă clasă de obiecte
Astronomii au inclus această sursă într-o categorie numită transiente radio cu perioadă lungă, obiecte cosmice care emit impulsuri radio repetate la intervale de minute sau ore.
Majoritatea exemplelor cunoscute au fost observate spre regiunile centrale ale galaxiei, foarte dense în stele, ceea ce a făcut dificilă identificarea exactă a locului de origine.
Acest caz iese din tipar, deoarece poziția sa aproape de marginea galaxiei înseamnă că sunt mult mai puține stele în aceeași zonă a cerului. Deși misterul nu este complet rezolvat, astronomii au acum un punct de plecare mult mai clar pentru a testa diferitele ipoteze.
Instrumente de căutare create de un student
Diferența decisivă a fost făcută de un student în anul al treilea, care a creat un program de căutare capabil să analizeze datele vechi ale telescopului Murchison Widefield Array.
Acest radiotelescop puternic din Australia de Vest scanează cerul în căutarea semnalelor cosmice de frecvență joasă. Sistemul a analizat mii de observații și a reușit să separe semnalele reale de numeroasele alarme false și artefacte din imagini.
Odată identificat impulsul „ascuns”, echipa a putut urmări exploziile radio anterioare în mai bine de un deceniu de date stocate.
Acest lucru este important, deoarece o sursă activă timp de ani de zile sugerează că în arhivele astronomice ar putea exista multe alte semnale similare care nu au fost încă recunoscute.
Descoperirea piticei roșii
Observațiile ulterioare realizate cu telescoape din Africa de Sud și Chile au permis localizarea exactă a sursei: o stea slabă de tip pitică roșie aflată la aproximativ 5.000 de ani-lumină de Pământ.
Această stea s-a dovedit a fi o pitică M, un tip de stea mică și rece care reprezintă aproximativ 70% dintre stelele din Calea Lactee.
„O pitică M singură nu ar putea genera cantitatea de energie pe care o observăm”, a explicat Hurley-Walker.
De aceea, cercetătorii au început să suspecteze existența unui companion invizibil, ceea ce a dus la ipoteza unei pitice albe.
Un sistem binar
Cea mai probabilă explicație este că o pitică albă - nucleul extrem de dens rămas după moartea unei stele - orbitează pitica roșie în același sistem.
Câmpurile magnetice foarte puternice ar putea accelera particule între cele două stele, producând scurte explozii radio atunci când geometria sistemului se aliniază cu direcția Pământului.
„Împreună, ele generează emisia radio”, a spus Hurley-Walker, descriind efectul combinat al celor două stele.
Deocamdată, echipa are nevoie de observații ultraviolete mai precise, astfel că existența companionului rămâne o ipoteză foarte puternică, dar nu încă o concluzie definitivă.
O altă posibilitate ar fi o stea neutronică cu câmp magnetic extrem de puternic, însă dovezile tind să contrazică această variantă. Pentru că sistemul se află departe de regiunile aglomerate ale galaxiei, este puțin probabil să fie vorba despre un magnetar tânăr - un tip de stea neutronică extrem de magnetică.
De asemenea, intensitatea semnalului radio pare prea mare pentru o stea neutronică veche, care își pierde treptat rotația. Astfel, ipoteza piticei albe pare mai plauzibilă, chiar dacă niciuna dintre explicații nu se potrivește perfect.
Ce se întâmplă în interiorul fiecărui impuls
Fiecare impuls radio durează doar între 30 și 60 de secunde, însă în acest interval semnalul prezintă o structură internă complexă.
Datele obținute cu radiotelescopul MeerKAT au arătat schimbări rapide în interiorul impulsului, un indiciu că emisia este modelată de câmpuri magnetice puternice și bine organizate.
De asemenea, perioada semnalului ar putea varia pe un ciclu de aproximativ șase ani, deși cercetătorii consideră această observație încă preliminară.
Aceste detalii sugerează că fenomenul nu este o simplă erupție, ci rezultatul unui proces fizic repetitiv și bine structurat.
Avantajul arhivelor astronomice
Telescopul care a detectat semnalul funcționează din 2013, iar arhiva sa conține aproximativ 50 de petabytes de date. Această cantitate uriașă de informații permite astronomilor să compare observații realizate de-a lungul mai multor ani și să verifice dacă o sursă a emis semnale o singură dată sau în mod repetat.
În acest caz, datele vechi au transformat o anomalie aparent izolată într-un fenomen observat de-a lungul unui deceniu.
Pentru radioastronomie, descoperiri importante ar putea veni nu neapărat de la telescoape noi, ci din analizarea mai atentă a datelor deja existente.
Un tipar care începe să se contureze
Un alt sistem descoperit recent a arătat că o pitică roșie și o pitică albă pot produce impulsuri radio periodice la fiecare două ore. Această asemănare întărește ideea că cel puțin o parte dintre aceste semnale provin din sisteme binare în care două stele interacționează, și nu din rămășițe stelare izolate.
Noua sursă nu pare să se comporte identic cu exemplul anterior, mai ales pentru că perioada impulsurilor este și mai lungă. Totuși, această coincidență sugerează că astronomii nu mai urmăresc un fenomen cosmic izolat, ci o întreagă familie de sisteme stelare similare.
Ce schimbă această descoperire
Un semnal găsit în fișiere vechi leagă acum într-o singură poveste explozii radio extrem de precise, o pitică roșie vizibilă și un posibil companion de tip pitică albă.
Observații ultraviolete mai detaliate și monitorizarea continuă a semnalului vor decide dacă această sursă record va deveni modelul pentru multe alte sisteme similare ascunse în arhivele astronomice.
Studiul a fost publicat în revista The Astrophysical Journal Letters.