Загадочный объект в космосе пульсировал каждые 62 минуты, а затем сигнал исчез

Фото из открытых источников

В сентябре 2002 года из недр Млечного пути всплыла загадочная тайна. Что-то испустило пять мощных радиоволновых вспышек с интервалом в 77 минут. Затем наступила тишина.

Астроном Скотт Хайман из колледжа Суит-Брайар не совсем понимал, что это такое. Он потратил годы на поиски другого подобного объекта, но без особого успеха, в конце концов, обратив свое внимание на другие исследования.

Двадцать лет спустя, во время поисков чего-то другого, это повторилось. Там, в данных, каждые 62,2 минуты — еще одна мощная вспышка радиоволн из таинственного источника. Затем и оно затихло.

Однако новое открытие дает интригующие подсказки о том, что может быть источником этих странных сигналов, известных как долгопериодические переходные процессы (ДПТ), и исходят ли они все от одного и того же объекта. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале The Astrophysical Journal.

«Все ли LPT-объекты относятся к одному типу объектов?» — сказал Хайман. «Представляют ли они собой новую подкатегорию белых карликов или нейтронных звезд? Совершенно неизвестный до сих пор тип объектов?»

Долгопериодические транзиентные источники — это недавно обнаруженный класс радиоисточников, который стал очевиден лишь в последние несколько лет — неопознанные объекты, излучающие длинные, яркие импульсы радиоволн с регулярными, продолжительными паузами между каждым излучением.

Открытие, положившее начало этой категории, — это GLEAM-X J1627-5235, обнаруженный в 2018 году и впервые описанный в 2022 году. С тех пор в ходе обзоров радиодиапазона Млечного пути было обнаружено около дюжины загадочных пульсаров, включая – ретроспективно – первое, необычное наблюдение Хаймана, GCRT J1745-3009.

«Очень приятно читать о каждом новом обнаружении LPT после стольких лет безрезультатных поисков объектов, подобных GCRT», — сказал Хайман.

Но установить личность этих странных излучателей оказалось сложнее, чем можно было подумать.

Известно несколько типов мертвых звезд, которые периодически пульсируют, но ни один из них не может дать однозначного объяснения всему спектру поведения, демонстрируемому звездами большой продолжительности жизни.

Среди основных претендентов три типа: пульсары и магнетары, представляющие собой нейтронные звезды, радиоизлучение которых обеспечивается различными механизмами; и белые карлики, способные периодически испускать лучи в результате взаимодействия с двойной звездой-компаньоном.

Пульсары — это быстро вращающиеся нейтронные звезды, которые, подобно космическим маякам, испускают лучи радиоизлучения в космическом пространстве за короткие промежутки времени, соответствующие их вращению.

Магнетары — это их более мощные собратья, способные генерировать сильные вспышки излучения, поскольку их магнитные поля искажаются и перестраиваются.

Однако вспышки ЛПТ-звезд чрезвычайно медленные по меркам нейтронных звезд – иногда между ними проходят часы.

При таких медленных скоростях вращения обычным пульсарам будет сложно создать условия, необходимые для возникновения радиоизлучения.

Белые карлики открывают еще одну возможность.

Эти звёздные остатки крупнее и могут вращаться гораздо медленнее, а взаимодействие со звездой-компаньоном может генерировать мощные радиосигналы. Действительно, некоторые LPT были связаны с двойными системами белых карликов.

Но это не значит, что все LPT — белые карлики.

Разнообразие их импульсных паттернов, поляризации и периодов позволяет предположить, что за это может отвечать не один физический механизм, а, возможно, и не один тип объектов.

Именно в эту неразбериху в 2022 году появился странный новый сигнал, неожиданно появившийся в кадре и нарушивший планы Хаймана по продолжению исследований.

К тому времени он переключил свое внимание на поиски миллисекундных пульсаров — быстро вращающихся нейтронных звезд, которые могли бы помочь объяснить избыток гамма-лучей из центра Млечного пути.

Однако один из кандидатов в данных вел себя довольно странно.

«Один из объектов, обнаруженных нами в ходе архивных наблюдений телескопа MeerKAT, обладал свойствами, характерными для пульсаров, но эти «импульсы» возникали с интервалом в несколько минут и, по-видимому, с регулярными интервалами», — сказал Хайман. «Мы изучили другие архивы и обнаружили, что телескоп ASKAP наблюдал тот же участок неба в тот же самый день. Наблюдение длилось 10 часов и подтвердило 62-минутный период. Вместе с другими его характеристиками мы поняли, что наткнулись на LPT (латеральный протонный феномен)».

Однако, верный энергии главного героя, фильм припас несколько сюрпризов, вызвавших неоднозначную реакцию зрителей.

Вместо того чтобы испускать всего один импульс каждые 62 минуты, LPT J1555-5631 производил два отдельных импульса в течение каждого цикла – один более длинный, другой более короткий.

Ещё более странно, что оба импульса демонстрировали противоположную круговую поляризацию: радиоволны от одного импульса закручивались в одном направлении, а от другого — в противоположном.

Это дало исследователям интригующую подсказку о магнитном поле объекта.

«Эти свойства указывают на то, что излучение исходит из областей, расположенных вблизи обоих магнитных полюсов, и что оси вращения и магнитная ось объекта почти перпендикулярны друг другу», — пояснил Хайман.

Это означает, что с LPT J1555-5631 происходит что-то неладное, поскольку импульсы расположены не совсем равномерно. Вместо того чтобы быть разнесенными на 180 градусов, как можно было бы ожидать от простого дипольного магнитного поля, они разделены всего на 165,4 градуса.

«Разрыв в 180 градусов легче объяснить излучением из стандартной дипольной магнитосферы», — сказал Хайман. «Наблюдаемое отклонение является важной подсказкой, указывающей на более сложную структуру магнитного поля».

И есть еще одна большая, очевидная загадка: почему LPT-сигналы возникают с такой регулярностью, а затем затихают, и могут ли они снова начать проявлять беспокойство позже.

Объект LPT J1555-5631, как и большинство объектов из каталога LPT, пока не был обнаружен повторно. GCRT J1745-3009, напротив, продемонстрировал повторную активность, как и два других объекта.

Хайман сказал, что такие резкие изменения активности, вероятно, как-то связаны с магнитосферой объекта — областью вокруг него, в которой преобладает его магнитное поле, — но для выявления закономерностей в данных и получения отправной точки для анализа может потребоваться более обширный каталог LPT.

«После обнаружения большего количества LPT мы, надеюсь, выявим больше закономерностей между ними, что позволит нам проводить целенаправленный поиск предполагаемых LPT», — сказал Хайман. «Это было бы захватывающе, хотя не менее интересны и дальнейшие открытия, сделанные в результате бесцельных поисков в архивах и случайных находок».