Загадкові довгоперіодичні радіопереходи (Long Period Radio Transients, LPT) нарешті отримали конкретне пояснення принаймні для одного з об’єктів. Нове дослідження показало, що джерелом сигналу LPT ASKAP J174508.9-505149 є катаклізмічна змінна — подвійна зоряна система з білим карликом, який активно поглинає речовину від зорі-компаньйона. Про це повідомляє видання Universe Today.

LPT — це сильно поляризовані, когерентні радіоспалахи, що регулярно повторюються з періодами від кількох хвилин до кількох годин. Перші натяки на такі сигнали з об’єктів у нашій Галактиці з’явилися ще у 2005 році, а нині відомо вже близько десятка LPT. Однак їхнє фізичне походження залишалося неясним.

Новий об’єкт J17 і його незвичайна поведінка

У роботі, опублікованій у журналі Nature Astronomy, команда на чолі з Кові Роузом (Kovi Rose) з Університету Сіднея описує новий LPT — ASKAP J174508.9-505149, який у статті скорочено позначають як J17. Ця система має орбітальний період близько 1,3 години і демонструє як періодичне рентгенівське випромінювання, так і радіоспалахи, пов’язані з орбітою.

Радіосигнали J17 еліптично поляризовані, їхня частота з часом «пливе», ймовірно через довший «ударний» (beat) період, а самі спалахи повністю зникають на кілька годин. Така інтермітентність — важлива підказка до механізму їхнього виникнення.

Автори зазначають, що ASKAP J1745-5051 (J17) демонструє властивості імпульсів, яких раніше не бачили в LPT, і саме це допомогло розкрити природу системи-джерела.

Катаклізмічна змінна замість пульсара

Раніше для пояснення LPT астрономи розглядали повільно обертові магнетари та білі карлики в тісних подвійних системах. Нові спостереження підсилюють саме сценарій з білим карликом і компаньйоном, але вперше детально показують, як саме утворюється сигнал.

J17 виявилася магнітною катаклізмічною змінною — подвійною системою, де один компонент є сильно намагніченим білим карликом, а другий — зорею-донором. Білий карлик розміром приблизно з Землю, але з масою, близькою до маси Сонця, «витягує» речовину з червоного карлика, маса якого становить близько однієї десятої сонячної. Обидві зорі обертаються настільки близько, що завершують орбіту трохи більше ніж за годину.

На відміну від пульсарів, де імпульси пов’язані з обертанням нейтронної зорі, у J17 періодичність зумовлена саме орбітальним рухом. Співавтор дослідження Девід Каплан (David Kaplan) пояснює, що для орбіти тривалістю 80 хвилин зорі мають бути дуже малими й надзвичайно близькими одна до одної, настільки, що частина речовини з однієї зорі переливається на іншу.

Рентгенівські промені та радіохвилі з різних зон

У системі J17 є як рентгенівське, так і радіовипромінювання, але вони виникають у різних ділянках. Речовина, що перетікає з червоного карлика на поверхню білого карлика, нагрівається й випромінює рентгенівські промені. Натомість радіоспалахи пов’язані з взаємодією магнітних полів обох зір і плазми в системі.

Дослідники підкреслюють, що радіо- та рентгенівські сигнали не досягають максимуму одночасно. Це свідчить про те, що вони формуються в різних регіонах подвійної системи, хоча й обидва прив’язані до орбітального руху.

Аналізуючи дані з радіоінтерферометрів ATCA, MKT та ASKAP, команда простежила, як змінюються швидкості та інтенсивність випромінювання на різних фазах орбіти. Радіальна швидкість виявляється нульовою в окремі фази, що допомагає відтворити геометрію системи та характер магнітної взаємодії.

На думку авторів, змінні умови в локальній плазмі та конфігурація магнітних полів можуть пояснити як переривчастість сигналів, так і їхню незвичну форму.

Що це означає для всього класу LPT

Давно існували підозри, що за деякими LPT стоять подвійні зорі, але саме J17 дає найпереконливіші докази. Модульовані радіо- та рентгенівські сигнали, чітко пов’язані з орбітальним періодом, показують, що акреційні катаклізмічні змінні становлять принаймні частину популяції довгоперіодичних радіопереходів.

Співавторка Тара Мерфі (Tara Murphy) наголошує, що раніше деякі подібні об’єкти вже пов’язували з подвійними системами, але J17 — перший випадок, коли астрономи можуть одночасно «бачити» обидві зорі та сам процес акреції.

На думку дослідників, J17 може стати своєрідним «Розетським каменем» для LPT: порівнюючи інші довгоперіодичні радіопереходи з цією системою, можна з’ясувати, чи більше вони схожі на пульсари, чи на білі карлики в катаклізмічних змінних.

Такі системи є природними лабораторіями для вивчення поведінки речовини в сильних магнітних полях і за потужної гравітації. Водночас автори застерігають, що поки невідомо, чи можуть катаклізмічні змінні пояснити всі LPT. Щоб це з’ясувати, потрібні детальні моделювання та відкриття нових об’єктів цього класу.