Астрономія
Астрономія

У радіовипромінюванні з періодом у 18 хвилин запідозрили магнітар

За допомогою наземного радіотелескопа Murchison Widefield Array австралійським астрономам вдалося зафіксувати нове радіоджерело GLEAM-X J162759.5-523504.3. Воно пульсує кожні 18,18 хвилини у широкому діапазоні частот та знаходиться на відстані 1,3 кілопарсека. Досі об'єктів з такою періодичністю не спостерігали, тому однозначно сказати про природу радіоджерела складно. Однак астрономи схиляють до того, що GLEAM-X J162759.5-523504.3 може бути нейтронна зоря з надпотужним магнітним полем і ультрадовгим періодом. Про знайдений об'єкт вчені повідомили у Nature.

185 / 5 000 Результаты перевода Вид на Чумацький Шлях з телескопа Murchison Widefield Array. Значок зірки показує положення таємничого пульсуючого об’єкта. Dr Natasha Hurley-Walker (ICRAR/Curtin) and the GLEAM Team

185 / 5 000 Результаты перевода Вид на Чумацький Шлях з телескопа Murchison Widefield Array. Значок зірки показує положення таємничого пульсуючого об’єкта. Dr Natasha Hurley-Walker (ICRAR/Curtin) and the GLEAM Team

Що шукали вчені?

Спостереження за небом у радіодіапазоні дає змогу «почути» такі екстремальні події як вибухи масивних зірок, акреції речовини, взаємодії екзопланет зі своїми світилами, пульсари та спалахи на червоних карликах. Більшість радіоджерел є транзієнтними, тобто сигнали від них спостерігаються тільки деякий час, після чого зникають. Розробка радіоінтерферометрів з великим полем зору дозволяє астрономам систематично досліджувати змінні і перехідні явища у ширшому діапазоні параметрів, а відтак краще розуміти астрофізичні феномени і навіть відкривати несподівані джерела випромінювання.

У своїй роботі команда астрономів з Міжнародного центру радіоастрономічних досліджень (ICRAR) Державного об'єднання наукових і прикладних досліджень Австралії вирішила переглянути дані архівних спостережень низькочастотного радіотелескопа MWA (Murchison Widefield Array).

Що астрономи знайшли?

Спершу дослідникам трапилися два перехідні сигнали з високим співвідношенням сигналу до шуму, які помітив телескоп в період з липня 2017 по липень 2018 року. Затим, вже у даних з січня до березня 2018 року, вчені відшукали 71 яскравий радіоімпульс у діапазоні від 72-231 мегагерців на відстані 1,3 кілопарсека від нас.

Джерело отримало назву GLEAM-X J162759.5-523504.3, а його сильно лінійно поляризоване яскраве випромінювання спостерігалося у широкому діапазоні частот і зберігалося протягом 30-60 секунд при кожній появі. Деякі імпульси тривали до пів секунди, однак відбувалися кожні 18,18 хвилини, що несхоже на жодне з відомих джерел.

64 з 71 зафіксованих радіоімпульсів від GLEAM-X J162759.5-523504.3. N. Hurley-Walker et al. / Nature, 2022

64 з 71 зафіксованих радіоімпульсів від GLEAM-X J162759.5-523504.3. N. Hurley-Walker et al. / Nature, 2022

Що не так з його випромінюванням?

Висока лінійна поляризація вказує на наявність у джерела сильно впорядкованих магнітних полів, але враховуючи це і світність імпульсів, віднести його до радіосигналів від зоряних спалахів, екзопланет чи подвійних систем з білими і червоними карликами неможливо. Всі вони зазвичай набагато слабші та відрізняються круговою поляризацією.

Найбільше GLEAM-X J162759.5-523504.3 схожий на транзієнтне радіоджерело GCRT 1745 біля центру Галактики, за яким помітили десять хвилинних спалахів на частоті у 330 мегагерців з періодичністю у 77 хвилин. Його астрономи назвали потенційним магнітаром з ультрадовгим періодом і цю інтерпретацію автори цієї роботи спробували застосувати і до знайденого GLEAM-X J162759.5-523504.3. Магнітарами називають нейтронні зірки з надзвичайно сильним магнітним полем, що утворюються із зірок з початковою масою близько 40 мас Сонця.

Однак магнітари зазвичай виявляються і характеризуються за допомогою рентгенівських спостережень: чотири з п'яти відомих магнітарів, що виробляють імпульсні радіовипромінювання, зробили це тільки після спалахів рентгенівського випромінювання. І не всі магнітари, що випромінюють рентгенівське випромінювання, виробляють помітне випромінювання у радіодіапазоні. GLEAM-X J162759.5-523504.3 додатково вивчили за допомогою рентгенівського телескопа обсерваторії Swift і оцінили його рентгенівську світність у 1032 ерг на секунду, що набагато нижче, ніж у всіх відомих магнітарів, крім двох найслабших з них SGR 0418+5729 і Swift J1822.3–1606.

Альтернативним поясненням на знайдене джерело вчені називають білий карлик, який може народжувати такі імпульси, обертаючись. Втім, незалежно від природи джерела, GLEAM-X J162759.5-523504.3 вказує на необхідність дослідження неба у радіодіапазоні на низьких частотах (менше 340 мегагерців), а також на імовірність знайти подібні цікаві об'єкти і в інших архівних даних радіотелескопа MWA.

Також раніше ми розповідали про аналіз єдиного знайденого у Малій Магеллановій Хмарі магнітара, вік якого оцінили приблизно у 7 200 років. А у магнітара Чумацького Шляху SGR1935 + 2154 вдалося врешті уточнити розклад гамма-сплесків: зоря має чотиримісячні вікна активності, що розділені трьома місяцями «мовчання». Наймолодший же магнітар у нашій Галактиці виявився перехідним об’єктом між пульсарами та магнітарами та обертається швидше, ніж будь-який раніше виявлений магнітар — кожні 1,4 секунди.


Фото в анонсі: Dr Natasha Hurley-Walker (ICRAR/Curtin) and the GLEAM Team