Таинственный сигнал, исходящий из нашей Галактики, может быть одним из самых редких известных объектов

Таинственный, повторяющийся радиосигнал в Млечном Пути, который озадачил астрономов, может быть настолько редким объектом, что только один такой объект был предварительно идентифицирован.

Согласно статье астрофизика Джонатана Каца из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, размещенной на сервере препринтов arXiv и еще не прошедшей рецензирование, сигнал под названием GLEAM-X J162759.5-523504.3 может быть радиопульсаром белого карлика.

"С первых дней пульсарной астрономии существовали предположения, что вращающийся магнитный белый карлик может проявлять пульсароподобную активность", - пишет Кац в своей статье.

"Недавно открытый периодический радиопереходный объект GLEAM-X J162759.5-523504.3 является кандидатом на первый настоящий пульсар белого карлика. Он имеет период 18,18 минут (1091 с), а его импульсы демонстрируют низкочастотное (72-215 МГц) излучение с яркостной температурой ∼ 1016 К, что предполагает когерентное излучение. У нее нет бинарного компаньона, с которым можно было бы взаимодействовать. Таким образом, он отвечает критериям классического пульсара, хотя его период в сотни раз больше, чем у любого из них".

Когда звезда умирает, возможны различные исходы: после выброса внешнего материала и ядра, больше не поддерживаемого внешним давлением термоядерного синтеза, она разрушается под действием собственной гравитации.

Если масса звезды-предшественника превышает массу Солнца примерно в 30 раз, ядро коллапсирует в черную дыру.

Звезда-предшественник, масса которой в 8-30 раз превышает массу Солнца, приводит к образованию нейтронной звезды размером около 20 километров (12 миль) в поперечнике и массой примерно в 1,4 раза больше массы Солнца.

Ядро звезды-предшественника, масса которой в восемь раз меньше массы Солнца, коллапсирует в белый карлик, собирая массу, в 1,5 раза превышающую массу Солнца, в шар размером между Землей и Луной.

Пульсары - это подмножество нейтронных звезд. Это нейтронные звезды, которые вращаются безумно быстро и под таким углом, что лучи ярких радиоволн, исходящих от магнитных полюсов, проносятся мимо Земли при каждом вращении - в масштабе от секунд до миллисекунд. (Вот как это звучит в аудиозаписи).

Ученые задавались вопросом, может ли подобное поведение наблюдаться у белых карликовых звезд, и в 2016 году они, похоже, подошли к этому вплотную, наблюдая звезду под названием AR Scorpii. Запертая в бинарной системе с красной карликовой звездой, AR Scorpii вспыхивает с периодом в несколько минут.

Однако, как отмечает Кац, ее бинарная орбита ближе, чем у пульсаров нейтронных звезд в бинарных системах, и периодическому сигналу не хватает когерентности. Это означает, что физические процессы, порождающие сигнал, могут сильно отличаться от традиционных радиопульсаров. 

Это возвращает нас к GLEAM-X J162759.5-523504.3, расположенной примерно в 4 000 световых лет от Земли. С января по март 2018 года данные, собранные широкопольным массивом Мерчисона в австралийской пустыне, показали, что она ярко пульсирует в течение примерно 30-60 секунд каждые 18,18 минуты - это один из самых ярких объектов на небе в низкочастотном радиодиапазоне.

Он не соответствует профилю ни одного из известных астрономических объектов, но обнаружившая его исследовательская группа решила, что это может быть гипотетический объект, известный как сверхдолгопериодический магнетар. Это нейтронная звезда с необычайно мощным магнитным полем, но объяснение все равно не совсем подходило.

"Никто не ожидал непосредственно обнаружить такую звезду, потому что мы не ожидали, что они будут такими яркими", - объяснила тогда астрофизик Наташа Херли-Уолкер из узла Университета Кертина Международного центра радиоастрономических исследований (ICRAR) в Австралии. "Каким-то образом он преобразует магнитную энергию в радиоволны гораздо эффективнее, чем все, что мы видели раньше".

В качестве возможного варианта рассматривался пульсар, но есть две основные проблемы: первая - это длительный период вращения, а вторая - импульсы были слишком яркими для пульсара нейтронной звезды. Обе эти проблемы, по словам Каца, решаются, если объект является белым карликом.

Если это так, то это будет первый обнаруженный белый карлик, который разделяет физику и механизм излучения традиционных радиопульсаров. Это означает, что GLEAM-X J162759.5-523504.3 может стать перспективной целью для оптических наблюдений; хотя белые карлики очень тусклые, и мы, возможно, не сможем уловить видимый свет на таком расстоянии. Тем не менее, учитывая такую возможность, стоит попробовать.

Кроме того, астрономы могли бы изучить и другие белые карлики, чтобы узнать, соответствуют ли они каким-либо свойствам GLEAM-X J162759.5-523504.3.

"Если бы он был достаточно ярким, оптические наблюдения могли бы также определить его магнитное поле спектроскопически или поляриметрически", - пояснил Кац.

"Быстро вращающиеся, сильно намагниченные белые карлики будут перспективными целями для низкочастотных радио наблюдений, чтобы определить, являются ли какие-либо из них белыми карликовыми пульсарами".

Статья была загружена на сервер препринтов arXiv.