Концерт по заявкам: дуэт белого и красного карликов испускает радиоимпульсы каждые два часа

Ученые традиционно считали пульсарами быстро вращающиеся нейтронные звезды с узким потоком излучения. Однако выяснилось, что пульсировать могут и обычные карлики, красный и белый, если они создали звездный дуэт.

Художественное изображение красного карлика (слева) и белого карлика (в центре), вращающихся вокруг общего центра масс. Это сложное движение приводит к генерации радиоимпульсов. Источник: Daniëlle Futselaar/artsource.nl

Источник: https://phys.org/

Международная группа астрономов под руководством ученых из Нидерландов показала, что белый карлик и красный карлик, вращающиеся вокруг друг друга, каждые два часа испускают радиоимпульсы. Благодаря наблюдениям с помощью нескольких телескопов исследователи впервые смогли с уверенностью определить происхождение этих сигналов. Их результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy.

В последние годы благодаря более совершенным методам анализа исследователи обнаружили радиоимпульсы, которые с большой долей вероятности исходят от звезд Млечного Пути и длятся от нескольких секунд до нескольких минут. Было выдвинуто множество гипотез о том, что вызывает эти сигналы, но до сих пор не было убедительных доказательств в пользу той или иной теории. Международное исследование, проведенное под руководством Ирис де Руйтер из Нидерландов, меняет ситуацию.

Де Руйтер, получившая докторскую степень в Амстердамском университете в октябре 2024 года, в настоящее время работает в Сиднейском университете (Австралия). В последний год работы над докторской диссертацией она разработала метод поиска радиоимпульсов в архиве LOFAR. Совершенствуя этот метод, она обнаружила импульс в наблюдениях 2015 года. Просматривая архивные данные с того же участка неба, она обнаружила еще шесть эпизодов активности в радиодиапазоне. Все импульсы исходили от источника под кодовым именем ILTJ1101.

а) Кривые блеска (зависимость плотности потока от времени) импульсов, обнаруженных LOFAR (синий), и необнаруженных импульсов (серый) в моменты времени, когда мы ожидаем обнаружить импульсы, исходя из их периодичности в 125,52978 минут. По оси y показана плотность потока в произвольных единицах измерения, а по оси x - время в секундах (внизу) и рабочий цикл (вверху). Столбцы ошибок на индикаторе потока указывают на погрешность в 1σ. Импульсы выравниваются в соответствии с измеренным периодом, при этом производная по периоду принимается равной нулю. Область, заштрихованная оранжевым, указывает на интервал рабочего цикла в 2%. Импульсы наблюдались с 2015 по 2020 год, и относительный масштаб потока между импульсами согласован. б, Временной профиль (вверху) и динамический спектр (внизу) самого яркого импульса в нашей выборке, показанные темно-синим цветом на рисунке а. Временное разрешение составляет 1 с. Обратите внимание, что этот динамический спектр не является дедисперсионным.

Источник: https://www.nature.com/

Красный и белый карлики

Последующие наблюдения с помощью 6,5-метрового многозеркального телескопа в Аризоне и телескопа Хобби-Эберли в Техасе показали, что это не одна мигающая звезда, а две совместно пульсирующие звезды. Красный и белый карлик на огромной скорости вращаются вокруг общего центра масс с периодом обращения 125 минут. Звездная пара расположена примерно в 1600 световых годах от Земли в направлении Большой Медведицы.

Астрономы пришли к выводу, что радиоизлучение вызвано взаимодействием красного карлика с магнитным полем белого карлика. Подобные системы, в которых участвуют две или большее количество звезд, называются кратными звездами. Ближайший пример — система Альфа Центавра. 

В будущем астрономы планируют детально изучить ультрафиолетовое излучение звездной системы ILTJ1101. Это поможет определить температуру горячего белого карлика и больше узнать о природе звезд этих типов.

Монополия нарушена

Благодаря этому открытию астрономы узнали, что нейтронные звезды не являются единственными источниками периодических радиоимпульсов. В последние годы другие исследовательские группы обнаружили около десяти таких радиоизлучающих систем. Однако пока не удалось достоверно определить, кто генерирует в парах эти импульсы — белый карлик, нейтронная звезда или какой-либо иной объект.

Сейчас исследователи изучают все данные LOFAR, чтобы найти больше источников таких долгопериодических импульсов. Соавтор исследования Каустубх Раджваде из Оксфордского университета уверен, что в архиве LOFAR скрыто еще много таких радиоимпульсов, и каждое открытие будет расширять поле поиска.

Двойная функция, показывающая зависимость массы белого карлика от наклона орбиты.

Источник: https://www.nature.com/

Читайте также о том, как астрономы слушают звездный пульс.