6 Minutės
Žvaigždė sučiupta vagystėje. Ne mokslinės fantastikos scena, o tikslus vaizdas, kurį astronomai dabar naudoja apibūdindami kompaktišką baltąjį nykštuką, siurbiantį dujas iš netoliese esančio palydovo. Paaiškėjo, kad ši vagystė yra pakartojamų radijo signalų, daugelį metų gluminusių stebėtojus, šaltinis.
Kai raštas pagaliau atskleidžia kilmę
ASKAP J1745−5051 yra kukli įrašas kataloge. Tačiau ji elgiasi kaip kosminis metronomas, šviečiantis radijo bangomis ir rentgeno spinduliais griežtu 1,4 valandos ciklu. Tarptautinė grupė, vadovaujama Sidnėjaus universiteto mokslininkų, panaudojo Australijos Kvadratinio Kilometro Matricos Pathfinderį, ASKAP, kad nustatytų vykstančius procesus. Kaltininkas yra kataklizminė kintamoji, glausti pora, kurioje baltasis nykštukas traukia medžiagą iš raudonojo nykštuko palydovo, įkaitindamas srautą ir sukeldamas fokusuotus emisijos pliūpsnius.
Materiją siurbiančio baltojo nykštuko iliustracija.
Atraskimas publikuotas Nature Astronomy ir suteikia stipriausią įrodymą iki šiol, siejantį ilgaperiodžius radijo tranzientus su akrejuojančiais baltaisiais nykštukais. Iki šiol šie lėti, kartotiniai radijo įvykiai buvo reti Paukščių Tako stebėjimai, o jų kilmė buvo karštai diskutuojama. Ar tai keisti pulsarai, ar kažkas visiškai kitokio? ASKAP J1745−5051 pateikia atsakymą bent daliai jų.
Glaustas, audringas duetas
Baltieji nykštukai yra tankūs. Įsivaizduokite kūną maždaug Žemės dydžio, sutankintą beveik iki Saulės masės. Čia laimi gravitacija. ASKAP J1745−5051 ši gravitacija plėšo dujas iš išsipūtusio raudonojo nykštuko. Pavogta medžiaga sudaro srautą, kuris krinta link baltojo nykštuko ir procese įkaista, generuodamas rentgeno spindulius.
Tačiau vien tik įkaitinimas nepaaiškina tikslių radijo impulsų. Komanda teigia, kad lemiamą vaidmenį atlieka magnetinės sąveikos. Abi žvaigždės turi magnetinius laukus, ir ten, kur šie laukai susitinka su krentančia įtampa, jie gali sulaikyti, pagreitinti ir nukreipti elektronus. Rezultatas yra kryptinė radijo emisija, sufokusuota siaurais kampais ir matoma kaip kartotiniai pliūpsniai, kai spindulys praskrenda pro Žemę. Svarbu tai, kad radijo ir rentgeno piko laikas nesutampa, nurodant, jog spinduliuotė kyla iš skirtingų sistemos sričių.
CSIRO ASKAP radijo teleskopas Wajarri Yamaji teritorijoje.
Orbitinis periodas, šiek tiek daugiau nei valanda, nustato ritmą. Kiekviena orbita iš naujo sukonfigūruoja akrecijos srauto ir magnetinių linijų geometriją, sukurdama stebimą kadeną. Ši geometrija daro ASKAP J1745−5051 puikiu laboratoriniu objektu nagrinėti, kaip medžiaga elgiasi esant intensyvioms magnetinėms jėgoms ir stipriai gravitacijai.
Kodėl tai svarbu tranzientinei astronomijai
Ilgaperiodžiai radijo tranzientai buvo mįslė, nes jų lėta periodiškumas nesutapo su įprastų pulsarų lūkesčiais, kurie paprastai suktis žymiai greičiau. Nauji duomenys rodo, kad bent dalis šių tranzientų visai nėra neutroninės žvaigždės, o baltųjų nykštukų dvinarės sistemos, kuriose radijo aktyvumą sukelia akrecija.
Profesorė Murphy, Sidnėjaus universiteto Fizikos mokyklos vadovė ir ARC Gravitacinių bangų atradimų centro pagrindinė tyrėja, pažymėjo, kad panašios sistemos buvo įtariamos anksčiau, tačiau tai pirmoji, kurioje aiškiai stebimi abu žvaigždžių komponentai ir akrecijos procesas. Sistema yra tik antrasis ilgaperiodis radijo tranzientas, žinomas reguliariai gaminantis rentgeno spindulius, ir pirmasis, kuriame mokslininkai patvirtino kartojimosi mechanizmą.
Pirmasis autorius Kovi Rose, doktorantas Sidnėjaus universitete ir CSIRO, reziumavo rezultatą paprastai: "Pirmą kartą tiksliai nustatėme šių signalų kilmę, patvirtindami, kad šaltinis yra kataklizminė kintamoji, arba akrejuojantis baltasis nykštukas." Šis identifikavimas suteikia astronomams šabloną, Rosetės akmenį, kitų retų radijo tranzientų interpretacijai visoje galaktikoje.
ASKAP: platus aprėptis, netikėti radiniai
Tokiems objektams kaip ASKAP J1745−5051 aptikti reikalingas teleskopas, galintis skenuoti plačiai ir jautriai. ASKAP, kuriuo valdo CSIRO iš savo Vakarų Australijos stoties, derina plataus lauko vaizdavimą su gera kampine raiška, todėl yra ideali priemonė aptikti tranzientus, kurių kitu atveju būtų galima nepastebėti. Prietaiso dizainas leidžia komandoms aptikti kartotinius signalus, susieti juos su dangaus pozicijomis ir sekti toliau rentgeno ir optiniais observatorijomis.
ASKAP radijo teleskopas Inyarrimanha Ilgari Bundara, CSIRO Murchison Radio-astronomy Observatory, Wajarri Yamaji teritorijoje Vakarų Australijoje. Credit: Alex Cherney/CSIRO
Su ASKAP ir koordinuotomis daugiabangėmis kampanijomis astronomai dabar gali užduoti geresnius klausimus. Kiek ilgaperiodžių radijo tranzientų yra akrejuojantys balti nykštukai? Ar egzistuoja skirtingos pogrupės, galbūt skiriančios pagal magnetinio lauko stiprumą ar masės perdavimo greitį? Kiekvienas atradimas padeda apibrėžti populiaciją ir tikslinti magnetiškai varomos emisijos modelius.
Ateities stebėjimai ir eksperimentai
Komanda planuoja išplėstą monitoringą radijo, optiniais ir rentgeno juostose. Ilgalaikiai duomenų rinkiniai atskleis, ar emisijos raštas evoliucionuoja, ar akrecijos srautas yra pastovus ar sporadiškas, ir kaip magnetinė topologija kinta orbitos metu. Šie matavimai taip pat pagerins sistemos parametrų, tokių kaip baltojo nykštuko masė, orbitos pakrypimas ir magnetinio lauko geometrija, įvertinimus.
Yra ir eksperimentinių galimybių. Aukšto dažnio optinė fotometrija gali patikrinti, ar akrecijos srautas formuoja pilną diską ar tiesioginį smūgio srautą. Jautri rentgeno spektroskopija ištirs temperatūras ir tankius prie akrecijos karštosios vietos. Radijo polarimetrija gali identifikuoti veikiančius magnetinius procesus, matuojant kiekvieno pliūpsnio poliarizacijos savybes.
Eksperto įžvalga
"Tai klasikinis gamtos mokymas per kontrpavyzdį," sakė dr. Elena Martinez, astrofizikė, tirianti kompaktiškas dvinares sistemas. "Baltieji nykštukai dažnai atmetami kaip mažiau dramatiški nei neutroninės žvaigždės, tačiau čia jie sukuria organizuotą, pulsuojančią radijo emisiją, imituojančią kai kurias pulsarų savybes. Tyrinėdami sistemas kaip ASKAP J1745−5051 mes sužinome, kaip magnetiniai laukai formuoja akrecijos srautus ir sukuria sąlygas koherentei radijo emisijai."
Išvados
Rasti baltąjį nykštuką, kuris tiek ėda palydovą, tiek transliuoja tą veiklą radijo ir rentgeno spektruose, yra daugiau nei tvarkingas mįslės sprendimas. Tai atveria naują langą į kompaktiškas dvinares sistemas, į magnetizuotų plazmų fiziką ir į transientinių radijo šaltinių įvairovę mūsų galaktikoje. ASKAP J1745−5051 tarnaus kaip etalonas. Observatorijos, jautrios radijo, rentgeno ir optiniams bangų ilgiams, dabar gali ieškoti su aštrėjančia hipoteze: kai kurie paslaptingi, lėti radijo tranzientai nėra vieniši egzotiški pulsarai, o artimi žvaigždžių duetai, glaudžiai susirišę ir švytintys savo smurtu.
"Kiekvienas atradimas yra dar viena dalis didesnės mįslės," sakė Rose. "Mes tik pradedame suprasti šį naują kosminių įvykių klasę."
ASKAP J1745−5051 identifikavimas pabrėžia, kaip koordinuoti tyrimai ir tikslingas stebėjimas gali paversti keistus aptikimus pilnomis astrofizikinėmis istorijomis. Laukite daugiau atskleistų faktų, kol ASKAP ir kitos priemonės toliau skenuos dangų.
ASKAP radijo teleskopas Inyarrimanha Ilgari Bundara, CSIRO Murchison Radio-astronomy Observatory, Wajarri Yamaji teritorijoje Vakarų Australijoje.
Šaltinis: scitechdaily
Palikite komentarą