Astronomii au descoperit cel mai lung puls radio cosmic detectat vreodată

Un fenomen radio tranzitoriu recent descoperit, cu un ciclu de aproape o oră, prezintă un adevărat puzzle cosmic. Prezentând trei stări de emisie diferite, acest obiect ar putea fi o stea neutronică cu rotație lentă sau o pitică albă unică, depășind limitele cunoștințelor noastre astronomice actuale.

Atunci când astronomii îndreaptă radiotelescoapele spre spațiu, detectăm ocazional scurte explozii de unde radio din părți îndepărtate ale Universului.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Aceste explozii, numite „tranzitorii radio”, se pot comporta în moduri diferite – unele erup o singură dată și nu se mai întorc, în timp ce altele se aprind și se sting în mod regulat.

Se crede că majoritatea tranzienților radio provin de la stele neutronice rotative, cunoscute sub numele de pulsari. Aceste stele emit impulsuri constante de unde radio, precum farurile cosmice, rotindu-se la viteze uimitoare, fiecare rotație durând doar câteva secunde sau chiar o fracțiune de secundă.

Recent, însă, am descoperit un fenomen radio tranzitoriu cum nu s-a mai văzut până acum. Acest semnal urmează un ciclu de aproape o oră – cel mai lung înregistrat vreodată. În diferite observații, uneori a produs sclipiri lungi și luminoase, alteori impulsuri slabe și rapide și, ocazional, niciun semnal.

Încă nu înțelegem pe deplin ce se întâmplă, dar sursa este probabil o stea neutronică foarte neobișnuită. Totuși, alte explicații rămân posibile. Descoperirile au fost publicate în Nature Astronomy.

O descoperire fără precedent în radioastronomie

ASKAP J1935+2148 este un tranzient radio periodic și a fost descoperit cu ajutorul radiotelescopului ASKAP al CSIRO din Wajarri Yamaji Country, în Australia de Vest.

Telescopul are un câmp vizual foarte larg, ceea ce înseamnă că poate supraveghea foarte rapid volume mari din Univers. Acest lucru îl face foarte potrivit pentru detectarea fenomenelor noi și exotice.

Folosind ASKAP, monitorizam simultan o sursă de raze gamma și căutam impulsuri de la o explozie radio rapidă, când echipa a observat ASKAP J1935+2148 clipind încet în date. Semnalul a ieșit în evidență deoarece era format din unde radio „polarizate circular”, ceea ce înseamnă că direcția undelor se schimbă în timp ce semnalul se deplasează prin spațiu.

Ochii noștri nu pot face diferența între lumina polarizată circular și lumina obișnuită nepolarizată. Cu toate acestea, ASKAP funcționează ca o pereche de ochelari de soare polaroid, filtrând strălucirea de la mii de surse obișnuite.

După detectarea inițială, s-au efectuat observații suplimentare pe parcursul mai multor luni, folosind ASKAP și radiotelescopul MeerKAT din Africa de Sud, care este mai sensibil.

O stea neutronică foarte neobișnuită

ASKAP J1935+2148 face parte din clasa relativ nouă a tranzitivelor radio cu perioadă lungă. Doar alte două au fost găsite vreodată, iar perioada de 53,8 minute a lui ASKAP J1935+2148 este de departe cea mai lungă.

Cu toate acestea, perioada excepțional de lungă este doar începutul. Am văzut ASKAP J1935+2148 în trei stări sau moduri distincte.

În prima stare, vedem impulsuri luminoase, polarizate liniar (mai degrabă decât circular), care durează între 10 și 50 de secunde. În a doua stare, există impulsuri mult mai slabe, polarizate circular, care durează doar aproximativ 370 de milisecunde. A treia stare este o stare de liniște sau de stingere, fără impulsuri deloc.

Aceste moduri diferite și trecerea de la un mod la altul ar putea rezulta din interacțiunea dintre câmpurile magnetice complexe și fluxurile de plasmă ale sursei înseși cu câmpurile magnetice puternice din spațiul înconjurător.

Modele similare au fost observate în stelele neutronice, însă înțelegerea noastră actuală a stelelor neutronice sugerează că acestea nu ar trebui să poată avea o perioadă atât de lungă.

Un mister profund

Originea unui semnal cu o perioadă atât de lungă rămâne un mister profund, principalul suspect fiind o stea neutronică cu rotație lentă. Cu toate acestea, nu putem exclude posibilitatea ca obiectul să fie o pitică albă – cenușa de mărimea Pământului a unei stele arse care și-a epuizat combustibilul.

Piticele albe au adesea perioade de rotație lente, dar nu cunoaștem nicio modalitate prin care acestea ar putea produce semnalele radio. În plus, nu există alte pitice albe foarte magnetice în apropiere, ceea ce face ca explicația stelei neutronice să fie mai plauzibilă, scrie SciTechDaily.

O explicație ar putea fi aceea că obiectul face parte dintr-un sistem binar în care o stea neutronică sau o pitică albă orbitează o altă stea nevăzută.

Acest obiect ne-ar putea determina să reconsiderăm înțelegerea noastră de zeci de ani asupra stelelor neutronice sau a piticilor albe, în special în ceea ce privește modul în care acestea emit unde radio și cum sunt populațiile lor în galaxia noastră. Sunt necesare cercetări suplimentare pentru a confirma care este obiectul, dar oricare dintre scenarii ar oferi informații valoroase despre fizica acestor obiecte extreme.

Vă recomandăm să mai citiți și:

Ce se întâmplă atunci când stelele neutronice se ciocnesc?

Cea mai lentă stea neutronică i-a uimit pe astronomi

Oamenii de știință au surprins rafalele de vânt dintr-un sistem îndepărtat de stele neutronice

Astronomii au descoperit stele neutronice masive care au trăit și murit într-o clipită