Странный радиосигнал из глубокого космоса ставит ученых в тупик

Мы получили странный сигнал со всей галактики, и астрономы пытаются понять, что он означает. Они знают, какой объект излучает сигналы. Это нейтронная звезда под названием ASKAP J193505.1+214841.0 (сокращенно ASKAP J1935+2148), расположенная в плоскости Млечного Пути, примерно в 15 820 световых годах от Земли.

Но сами сигналы не похожи ни на один из тех, что мы когда-либо видели. Звезда проходит периоды сильных импульсов, периоды слабых импульсов и периоды отсутствия импульсов вообще.

По мнению группы под руководством астрофизика Маниши Калеб из Сиднейского университета в Австралии, нет данных, почему это происходит. Странный объект представляет собой захватывающий вызов для наших моделей эволюции нейтронных звезд, которые, будем честными, в настоящее время довольно далеки от завершения. Результаты были опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Нейтронная звезда — это то, что остается после смерти звезды в определенном диапазоне масс, примерно от 8 до 30 масс Солнца. Внешнее вещество звезды выбрасывается в космос, кульминацией которого является взрыв сверхновой.

Оставшееся ядро звезды коллапсирует под действием силы тяжести, образуя сверхплотный объект, масса которого в 2,3 раза превышает массу Солнца, в сфере диаметром всего 20 километров.

Возникшая в результате нейтронная звезда может проявляться по-разному. Есть базовая нейтронная звезда, которая просто болтается, ничего не делая. Это пульсар, который при вращении излучает лучи радиоизлучения со своих полюсов, сверкая, как космический маяк.

И есть магнетар, нейтронная звезда с чрезвычайно мощным магнитным полем, которое дергается и извергается, когда внешнее притяжение этого магнитного поля вступает в войну с гравитацией, удерживающей звезду вместе.

Также может произойти какое-то редкое пересечение между типами нейтронных звезд, что позволяет предположить, что они могут находиться на разных стадиях эволюции нейтронных звезд. Однако в целом пульсары, магнетары и нейтронные звезды склонны вести себя относительно предсказуемо.

ASKAP J1935+2148 не ведет себя обычным образом для нейтронной звезды любого установленного типа. Впервые он был идентифицирован по счастливой случайности во время наблюдений за другой целью, а последующие наблюдения проводились с использованием австралийского зонда с решеткой на квадратный километр (ASKAP) и радиотелескопа MeerKAT в Южной Африке.

Исследователи также углубились в предыдущие наблюдения ASKAP, охватывающие тот же участок неба.

Они обнаружили, что ASKAP J1935+2148 имеет регулярный период импульсов в 53,8 минуты… но, похоже, это единственная нормальная особенность его пульсаций. Они обнаружили, что одна из мод пульсаций была чрезвычайно яркой и с очень линейной поляризацией. Но затем оно полностью утихло бы, без каких-либо измеримых пульсаций в течение какого-то периода.

Наконец, было обнаружено, что звезда возобновляет свою пульсационную активность – но в целых 26 раз слабее, чем ее предыдущая яркая мода, и имеет свет с круговой поляризацией.

В последние годы в южном небе было обнаружено несколько странных объектов, излучающих повторяющиеся сигналы. Хотя не все они ведут себя одинаково, они могут быть связаны.

GLEAM-X J162759.5-523504.3 — это объект недалеко от галактического центра, который излучал причудливо яркие вспышки всего на три месяца, прежде чем снова затих. Было обнаружено, что GPM J1839-10 ведет себя как причудливо медленный пульсар, испуская пятиминутные всплески радиоволн каждые 22 минуты. А GCRT J1745-3009 — это пульсирующий объект вблизи центра галактики с периодом 77 минут.

Мы не знаем наверняка, что это за объекты, но нейтронные звезды кажутся вполне вероятными. А ASKAP J1935+2148, как предполагают Калеб и ее коллеги, может стать своего рода мостом между различными состояниями.

Различия между режимами его пульсаций, вероятно, связаны с изменениями и процессами в магнитосфере, что позволяет предположить, что все объекты принадлежат к новому классу магнетаров, возможно, по мере их эволюции в пульсары.

«ASKAP J1935+2148, вероятно, является частью более старой популяции магнетаров с длинными периодами вращения и низкой рентгеновской светимостью, но достаточно намагниченными, чтобы производить когерентное радиоизлучение», — пишут исследователи в своей статье.

«Важно, чтобы мы исследовали эту до сих пор неисследованную область пространства параметров нейтронных звезд, чтобы получить полную картину эволюции нейтронных звезд, и это может быть важным источником для этого».