Kosmička misterija rešena: 'Vampirska' zvezda izvor ponavljajućeg radio-signala

Radio-astronomi su dugo bili zbunjeni zagonetnim, ponavljajućim signalima koji stižu iz dubokog svemira, poznatim kao dugoperiodični tranzijenti. Ovi objekti, prvi put detektovani 2022. godine, emituju snažne pulseve zračenja na svakih nekoliko minuta ili sati, pri čemu svaki bljesak traje samo nekoliko sekundi.

Znatno su sporiji od brzih radio-bljeskova, intenzivnih erupcija energije koje trepere svega nekoliko milisekundi. Postoje brojne teorije o njihovom poreklu, od sporo rotirajućih ostataka mrtvih zvezda (pulsara) do jezgara urušenih zvezda (belih patuljaka). Zahvaljujući novim podacima, jedan od ovih signala je konačno dešifrovan.

Potraga za neobjašnjivim signalom

Kovi Rouz, doktorand na Univerzitetu u Sidneju, analizirao je više od tri miliona izvora radio-talasa koristeći australijski teleskop ASKAP (Australian SKA Pathfinder). On je taj ogroman broj sveo na 100 izvora čija je svetlost bila kružno polarizovana, što znači da se kreće spiralno dok putuje ka Zemlji.

Među tim kandidatima, dva objekta Rouz nije mogao odmah da identifikuje. Prvi se ispostavio kao ultra-hladni smeđi patuljak, čija je temperatura jednaka temperaturi peći za picu. Drugi je bio ASKAP J1745-5051.

„To je bilo nešto što nismo mogli da objasnimo, a kada smo konačno uspeli, bilo je interesantnije nego što smo se nadali", naglašava Rouz.

Koristeći podatke sa više radio-teleskopa, kao i optička i rendgenska posmatranja, Rouz i njegovi saradnici su pokazali da ovaj objekat, udaljen više od hiljadu svetlosnih godina, proizvodi snažne bljeskove zračenja u radio-talasima i rendgenskim zracima na svaka 1,3 sata.

„Videli biste ove prelepe parove pulseva – puls-puls, puls-puls, puls-puls, a onda bi se isključio", objasnio je Rouz.

Ples belog patuljka i njegovog pratioca

U nedavnoj studiji objavljenoj u časopisu Nature Astronomy, tim tvrdi da je ASKAP J1745-5051 zvezdani sistem poznat kao magnetska kataklizmička promenljiva. U ovom binarnom sistemu, gusti ostatak zvezde poznat kao beli patuljak svojom snažnom gravitacijom „krade" materijal sa svog pratioca, verovatno crvenog patuljka.

Ipak, ponavljajući radio-signali nisu posledica same krađe materijala, već sudara magnetnih polja ove dve zvezde. Kako se zvezde približavaju jedna drugoj tokom svoje orbite, njihova magnetna polja se sudaraju, što oslobađa naelektrisane čestice koje emituju radio-talase.

Zanimljivo je da radio-talasi i rendgenski zraci dostižu vrhunac u različito vreme, što pokazuje da potiču iz različitih delova sistema. Rendgenski zraci nastaju dok materijal sa manje zvezde spiralno pada ka belom patuljku i zagreva se na milione stepeni.

Dodatna analiza je pokazala da se frekvencija emisija pomerala.

„Talasne dužine bi se pomeralle ka višim frekvencijama, a zatim nazad ka nižim, što je siguran znak binarnog sistema", napominje Rouz. To je bio „nepobitan dokaz" da se radi o dve zvezde koje kruže jedna oko druge.

Kamen iz Rozete za svemirske zagonetke

Ovo otkriće je prvi put da je dugoperiodični tranzijent potvrđen u akrecionom sistemu, gde jedan objekat krade materijal od drugog. Zbog toga ovo otkriće predstavlja značajan korak u rešavanju šire misterije ovih neobičnih kosmičkih signala.

„Ovo je Kamen iz Rozete koji će nam pomoći da dešifrujemo delove informacija koji nedostaju kod drugih dugoperiodičnih tranzijenata, kako kod desetak koje smo već otkrili, tako i kod novih koje ćemo tek otkrivati", istakao je Rouz.

Marcin Glovacki, astronom sa Kraljevske opservatorije u Edinburgu koji nije bio uključen u istraživanje, slože se sa ovim zaključkom. „Ovaj rad nam daje jaku vezu između bar nekih dugoperiodičnih tranzijenata i binarnih sistema sa belim patuljcima."

Međutim, bio je iznenađen što je ASKAP J1745-5051 identifikovan kao kataklizmička promenljiva. „Kao što se u radu navodi, posmatrano je 50 drugih kataklizmičkih promenljivih koje proizvode radio-emisije, ali nijedna sa periodičnim ponašanjem kao ova, a i obično su mnogo bleđe“, dodaje Glovacki.

Patrik Vut, astronom sa Univerziteta u Kejptaunu, dodao je da ASKAP J1745-5051 predstavlja most između dve klase objekata. „ASKAP J1745-5051 je nekoliko redova veličine sjajniji od drugih kompaktnih promenljivih posmatranih na radio-frekvencijama, pa šta ga čini tako jedinstvenim?", pita se. „To je veoma interesantno pitanje za buduća posmatranja."

Rouz planira da dalje istraži ponašanje sistema u rendgenskom spektru kako bi u potpunosti okarakterisao ovaj neobični kosmički par i otkrio koje još tajne krije. Ova otkrića, omogućena naprednim teleskopima poput ASKAP-a, pomeraju granice našeg razumevanja najekstremnijih procesa u univerzumu i otvaraju nova poglavlja u radio-astronomiji.