Plats: Curtin University, Australien
Datum: 15 december 2024
För några år sedan observerade en radiotelekop i öknen i västra Australien något mycket konstigt.
Bara 4 000 ljusår från jorden, sände något ut en stark radiovåg som ingenting vi tidigare sett. Den blinkade som en pulsar, men med en extremt lång period mellan pulserna och en mycket lång puls i sig. Det var omöjligt att avgöra källan till signalen vid den tidpunkten.
Så astronomerna letade efter svar – och hittade en annan, kommande från 15 000 ljusår bort. Den var också svår att lokalisera i den trånga rymden där den kom ifrån.
Nu har de hittat en tredje, omkring 5 000 ljusår bort. Denna har den längsta perioden hittills, med utsända blinkar mellan 30 och 60 sekunder långa, varje 2,9 timmar – och astronomerna har kunnat begränsa den till en enda källa som kan avslöja vad som orsakar dessa nya emissioner: en liten röd dvärgstjärna i en binär bana med en ännu mindre vit dvärgstjärna.
”De långperiodiska transienterna är mycket spännande, och för astronomer att förstå vad de är, behöver vi ett optiskt bild. Men när du tittar på dem är det så många stjärnor som ligger i vägen att det är som 2001: A Space Odyssey. ’Min gud, det är fullt av stjärnor!’,” säger astrofysikern Natasha Hurley-Walker från Curtin University i Australien.
”Vår nya upptäckt ligger långt från det galaktiska planet, så det finns bara ett fåtal stjärnor i närheten, och vi är nu säkra på att ett specifikt stjärnsystem genererar radiovågorna.”
De så kallade långperiodiska transienterna fick stort genomslag 2022, när astronomer rapporterade upptäckten av en blinkande signal i arkivdata från Murchison Widefield Array (MWA), en kraftfull teleskop som opererar på låga radiokvanta frekvenser. Den kallades GLEAM-X J162759.5−523504.3 och registrerades som utsände radiovågorna i 30 till 60 sekunder, varje 18,18 minuter, fram till mars 2018 då den slutade.
Den andra signalen, rapporterad 2023, upptäcktes i efterföljande MWA-observationer. I en annan, men fortfarande trång del av himlen, hittades något som utsände fem minuters utbrott av radiovågorna varje 22 minut. En titt på arkivdata visade att den hade varit aktiv sedan åtminstone 1988. Det var GPM J1839-10.
En typ av stjärna som utsänder pulserande signaler är en typ av neutronstjärna som kallas pulsar, den kollapsade kärnan av en massiv stjärna som har gått supernova. Pulsarer utsänder strålar av radiovågorna när de roterar, så att de ser ut att blinka när vi ser på dem; men pulsarblinkningar är aldrig så långsamma, de sker på tidsintervall av sekunder till millisekunder.
Den tredje signalen, som kallas GLEAM-X J0704-37, är mycket liknande. Den hittades också i MWA-arkivdata, utsände en signal som varade i 30 till 60 sekunder, varje 2,9 timmar. Men den är i ett mycket mindre trångt område i rymden, utkanterna av Vintergatan i den södra konstellationen Puppis.
Detta innebar att forskarna hade en bättre chans att identifiera den exakta källan till signalerna. De använde MeerKAT-radioteleskopet i Sydafrika för att zooma in på den bit av himlen där signalen kom ifrån och hittade bara en svag stjärna som matchade platsen. En analys av stjärnans spektrum avslöjade dess identitet: en M-typ röd dvärg.
Nu är röda dvärgar legio i Vintergatan. De utgör den mest talrika kategorin av stjärnor i galaxen. Om en vanlig röd dvärg kunde bara sputa ut den långperiodiska radioutsläppningen vi ser från GLEAM-X J0704-37, då skulle vi nog se många fler av dem göra det. Detta tyder på att det är något ovanligt med GLEAM-X J0704-37; något som är svårt att se.
Det något, tror teamet, är troligen en vit dvärg, den kollapsade kärnan av en död sol. Dessa ultra-täta objekt har massor upp till 1,4 solmassor, packade i en sfär någonstans mellan jordens och månens storlek.
”De M-dvärgar är lågmassestjärnor som har en bråkdel av solens massa och ljusstyrka. De utgör 70 procent av stjärnorna i Vintergatan, men inte en av dem är synlig för det blotta ögat,” säger Hurley-Walker.
”Våra data tyder på att den är i en binär med ett annat objekt, som troligen är en vit dvärg, den stjärnkärnan av en döende stjärna. Tillsammans driver de radioutsläppningen.”
Enligt teamets beräkningar kan binären bestå av en röd dvärgstjärna omkring 0,32 gånger solens massa och en vit dvärg 0,8 gånger solens massa. Om de två är i en tillräckligt nära bana, kan den vita dvärgen accretera material från den röda dvärgen; denna process kan resultera i konstanta strålar av utsläpp från den vita dvärgens poler.
Vi kan inte se strålarna, men när de piskar den röda dvärgen, kan det få den att tillfälligt ljusna, som i dubbelstjärnsystemet AR Scorpii.
Nästa steg kommer att vara att utföra ytterligare observationer, både i radiobandet och ultravioletta våglängder, för att försöka hitta direkta bevis för den vita dvärgen. Om detta bekräftas, skulle det göra GLEAM-X J0704-37 till en vit dvärg pulsar – en av de ovanligaste typerna av stjärnor i Vintergatan.
Forskningsteamets arbete har publicerats i The Astrophysical Journal Letters.
Källa: The Astrophysical Journal Letters
Taggar: Mystiska signaler, Röda dvärgstjärnor, Vita dvärgstjärnor, Radioastronomi, Stjärnformer, MWA, MeerKAT, Astrofysik, Vetenskaplig upptäckt
