Acum, astronomii au descoperit originea surprinzătoare a acestor impulsuri radio neobișnuite: o stea moartă, numită pitică albă, care orbitează strâns în jurul unei stele pitice roșii mici și reci. Piticele roșii sunt cel mai comun tip de stea din cosmos.
Cele două stele, cunoscute sub numele colectiv ILTJ1101, orbitează atât de aproape una de cealaltă încât câmpurile lor magnetice interacționează, emițând ceea ce se numește un tranzient radio de lungă durată sau LPT. Anterior, exploziile radio de lungă durată erau atribuite doar stelelor neutronice, rămășițele dense rămase după o explozie stelară colosală.
Dar descoperirea, descrisă într-un studiu publicat miercuri în revista Nature Astronomy, arată că mișcările stelelor dintr-o pereche stelară pot crea, de asemenea, LPT-uri rare.
„Am stabilit pentru prima dată ce stele produc impulsurile radio într-o nouă clasă misterioasă de „tranzienți radio cu perioadă lungă””, a declarat autorul principal al studiului, Dr. Iris de Ruiter, cercetător postdoctoral la Universitatea din Sydney, Australia.
Observațiile fără precedent ale unor astfel de explozii radio luminoase și de lungă durată din acest sistem de stele binare sunt doar începutul, spun astronomii. Descoperirea ar putea ajuta oamenii de știință să înțeleagă mai bine ce tipuri de stele sunt capabile să producă și să trimită impulsuri radio prin cosmos – și, în acest caz, să dezvăluie istoria și dinamica a două stele împletite.
Pentru a rezolva misterul Căii Lactee, de Ruiter a conceput o metodă de identificare a impulsurilor radio care durează de la câteva secunde la câteva minute în arhivele telescopului Low-Frequency Array, sau LOFAR, o rețea de radiotelescoape din Europa. Este cea mai mare rețea radio care funcționează la cele mai joase frecvențe detectabile de pe Pământ.
De Ruiter, care și-a dezvoltat metoda în timp ce era doctorandă la Universitatea din Amsterdam, a descoperit un singur puls din observațiile efectuate în 2015. Apoi, concentrându-se asupra aceluiași petic de cer, ea a găsit alte șase impulsuri. Toate acestea păreau să provină de la o slabă stea pitică roșie. Dar de Ruiter nu crede că steaua ar fi capabilă să producă singură unde radio. Altceva trebuie să le fi instigat.
Impulsurile diferă de exploziile radio rapide, care sunt sclipiri de unde radio incredibil de luminoase, cu durata de câteva milisecunde. Aproape toate FRB provin din afara galaxiei noastre și, deși unele dintre ele se repetă, multe par a fi evenimente unice, a spus de Ruiter. Exploziile radio rapide sunt, de asemenea, mult mai luminoase.
„Impulsurile radio sunt foarte asemănătoare cu FRB-urile, dar fiecare are o lungime diferită”, a declarat într-un comunicat coautorul studiului, Charles Kilpatrick, profesor asistent de cercetare la Centrul de Explorare și Cercetare Interdisciplinară în Astrofizică al Universității Northwestern.
„Impulsurile au energii mult mai mici decât FRB și durează de obicei câteva secunde, spre deosebire de FRB care durează milisecunde. Există încă o întrebare majoră dacă există un continuum de obiecte între tranzitorii radio cu perioadă lungă și FRB sau dacă acestea sunt populații distincte.”
De Ruiter și colegii săi au efectuat observații de urmărire a stelei pitice roșii folosind Telescopul cu oglinzi multiple de 21 picioare (6,5 metri) de la Observatorul MMT de pe Mount Hopkins din Arizona, precum și instrumentul LRS2 de pe Telescopul Hobby-Eberly, situat la Observatorul McDonald din Munții Davis din Texas.
Observațiile au arătat că pitica roșie se deplasa rapid înainte și înapoi, iar mișcarea sa corespundea perioadei de două ore dintre impulsurile radio, a declarat Kilpatrick. Mișcarea înainte și înapoi s-a datorat gravitației unei alte stele care a tras de pitica roșie. Cercetătorii au reușit să măsoare mișcările și să calculeze masa stelei însoțitoare, pe care au determinat-o a fi o pitică albă.
Echipa a descoperit că cele două stele, situate la 1.600 de ani-lumină de Pământ, pulsau împreună în timp ce orbitau în jurul unui centru de gravitație comun, parcurgând o orbită la fiecare 125,5 minute.
Echipa de cercetare crede că există două cauze posibile în spatele pulsațiilor. Fie pitica albă are un câmp magnetic puternic care eliberează în mod obișnuit impulsurile, fie câmpurile magnetice ale stelei pitice roșii și ale piticii albe interacționează în timp ce orbitează.
Echipa a planificat să observe ILTJ1101 și să studieze orice lumină ultravioletă care ar putea emana din sistem, ceea ce ar putea dezvălui mai multe despre modul în care cele două stele au interacționat în trecut. De Ruiter speră, de asemenea, ca echipa să poată observa sistemul în lumină radio și raze X în timpul unui eveniment de puls, care ar putea face lumină asupra interacțiunii dintre câmpurile magnetice.
„În momentul de față, impulsurile radio au dispărut complet, dar acestea s-ar putea activa din nou la un moment dat”, a declarat de Ruiter.
Echipa cercetează, de asemenea, datele LOFAR în căutarea altor impulsuri lungi.
„Începem să găsim câteva dintre aceste LPT-uri în datele noastre radio”, a declarat într-o declarație coautorul studiului, Dr. Kaustubh Rajwade, radioastronom în cadrul departamentului de fizică de la Universitatea din Oxford. „Fiecare descoperire ne spune ceva nou despre obiectele astrofizice extreme care pot crea emisia radio pe care o vedem”.
Alte grupuri de cercetare au descoperit 10 sisteme cu emisie de impulsuri radio lungi în ultimii doi ani și încearcă să determine ce le creează, deoarece impulsurile, care provin toate din Calea Lactee, „nu seamănă cu nimic din ceea ce știam până acum”, a spus de Ruiter.
Spre deosebire de exploziile scurte produse de pulsari, sau stele neutronice care se rotesc rapid, LPT-urile pot dura de la câteva secunde până la aproape o oră, a declarat Natasha Hurley-Walker, radioastronom și profesor asociat la nodul Universității Curtin al Centrului Internațional pentru Cercetare în Radioastronomie din Australia. Hurley-Walker nu a fost implicată în noul studiu.
„Privind în urmă, sursele radio tranzitorii au stimulat unele dintre cele mai interesante descoperiri din astrofizică: descoperirea pulsarilor și, prin urmare, a stelelor neutronice, descoperirea FRB-urilor care au deblocat capacitatea de a măsura materia altfel invizibilă dintre galaxii, iar acum descoperirea LPT-urilor, unde suntem doar la vârful aisbergului în ceea ce privește ceea ce ne vor spune”, a declarat Hurley-Walker prin e-mail. „Ceea ce este fascinant pentru mine este că, acum că știm că aceste surse există, le găsim de fapt în datele istorice care datează de zeci de ani – se ascundeau la vedere.”
Scanarea cerului cu radiotelescoape puternice va duce doar la descoperiri mai incredibile, a spus ea.
„Cea mai mare ar fi, cel mai probabil, descoperirea de semnale tehnologice prin intermediul SETI”, a spus Hurley-Walker despre semnalele care ar putea fi create de viața inteligentă, ceea ce Institutul SETI caută de zeci de ani.
