Возможное объяснение самого длинного периода радиотранзиента

Слева: изображение DECam r-диапазона окрестностей радиотранзиента с его областями локализации 1σ по MWA (пунктирный пурпурный круг) и MeerKAT (сплошной голубой круг) наложенными друг на друга. Справа: оптический спектр низкого разрешения SOAR (4m-класса) оптического аналога (синяя сплошная линия), наложенный на пример звезды M3V (серая линия; поток и поглощение перенормированы для соответствия). Пределы Swift-UVOT показаны стрелками, направленными вниз. Белый карлик в стиле AR Sco с T = 11 500 K, M = 0,8 M_⊙ показан пунктирной розовой линией, а суммарный спектр белого карлика и M3V показан сплошной розовой линией. Автор: The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI: 10.3847/2041-8213/ad890e

Исследователи из центра Кертина Международного центра радиоастрономических исследований (ICRAR) совершили рекордное астрофизическое открытие, одновременно найдя возможное объяснение редкого и экстремального астрофизического явления, известного как долгопериодические радиотранзиенты.

Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.

Доцент Наташа Херли-Уокер вместе с Чанадом Хорватом, студентом бакалавриата Университета Кертина, в то время обнаружили импульс яркой энергии, исходящий из глубокого космоса, среди архивных низкочастотных данных с MWA (Murchison Widefield Array), предшественника радиотелескопа SKAO (Square Kilometer Array Observatory). Импульс энергии происходит каждые три часа и длится 30–60 секунд, что делает его самым длиннопериодным радиотранзиентом из когда-либо обнаруженных.

Длиннопериодные радиотранзиенты относительно новы для науки, и то, как они генерируют радиоволны, остается загадкой. С этим открытием исследователи полагают, что они также определили вероятный источник всплеска энергии, что потенциально проливает свет на длинные радиотранзиенты.

Все остальные ранее обнаруженные транзиенты находились глубоко внутри нашей оживленной галактики, в окружении звезд, что затрудняет точное определение источника радиоволн.

Доцент Херли-Уокер объясняет: «Долгопериодические транзиенты очень интересны, и чтобы астрономы могли понять, что это такое, нам нужно оптическое изображение. Однако, когда вы смотрите на них, на их пути оказывается так много звезд, что это похоже на «Космическую одиссею 2001 года». «Боже мой, там полно звезд!»

«По счастливой случайности недавно обнаруженный транзитный объект, названный GLEAM-X J0704-37, был обнаружен на окраине нашей галактики, в гораздо более пустой области космоса в созвездии Кормы, примерно в 5000 световых годах от нас.

«Наше новое открытие находится далеко за пределами Галактической плоскости, поэтому поблизости находится всего несколько звезд, и теперь мы уверены, что одна звездная система, в частности, генерирует радиоволны».

Сигнал был обнаружен в менее загруженной части неба, в созвездии Кормы, что позволило команде определить его источник на небе. Автор: Stellarium

Команда смогла определить местоположение радиоволн одной конкретной звезды, используя другой предшественник SKA, телескоп MeerKAT в Южной Африке. Последующие исследования с помощью обсерватории SOAR в Чили позволили определить спектр звезды, обнаружив, что это звезда с малой массой, «карлик M».

Это открытие и создало, и ответило на некоторые насущные вопросы. Доцент Херли-Уокер объясняет: «Один карлик класса М не мог бы генерировать столько энергии, сколько мы видим.

«М-карлики — это маломассивные звезды, масса и светимость которых составляют лишь малую часть массы и светимости Солнца. Они составляют 70% звезд Млечного Пути, но ни одна из них не видна невооруженным глазом.

«Наши данные свидетельствуют о том, что он находится в двойной системе с другим объектом, который, вероятно, является белым карликом, звездным ядром умирающей звезды. Вместе они обеспечивают радиоизлучение».

Группа работает над последующими наблюдениями, которые окончательно определят природу системы и дадут объяснение этому экстремальному астрофизическому явлению.

Изучив архивы MWA, астрономы обнаружили, что объект GLEAM-X J0704-37 активен уже по меньшей мере 10 лет с тех пор, как MWA начало вести наблюдения. Однако он мог оставаться активным и необнаруженным еще дольше, что говорит о том, что в архивах по всему миру можно найти еще множество объектов.

Директор MWA профессор Стивен Тингей сказал: «Эти долгопериодные радиотранзиенты являются новыми научными открытиями, и MWA в значительной степени способствовало этим открытиям».

«MWA располагает архивом наблюдений объемом 55 петабайт, который обеспечивает десятилетнюю историю нашей Вселенной. Это как иметь хранилище данных, эквивалентное 55 000 высокопроизводительных домашних компьютеров — одно из крупнейших собраний научных данных в мире. Это настоящая золотая жила для открытия новых явлений в нашей Вселенной, а данные — это игровая площадка для астрономов», — сказал профессор Тингей.

Больше информации: N. Hurley-Walker et al, A 2.9 hr Periodic Radio Transient with an Optical Counterpart, The Astrophysical Journal Letters (2024). DOI: 10.3847/2041-8213/ad890e

Источник: International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR)