В центре Галактики заметили источник радиоизлучения неизвестного класса
Во время исследования центрального региона Млечного Пути с помощью радиоинтерферометра ASCAP, астрономы нашли кратковременный источник радиоизлучения.
Он имел необычные характеристики изменения поляризации сигнала, а зафиксировать его удалось тринадцать раз в течение полутора лет. Ученые провели дополнительные исследования источника этого сигнала с помощью наземных телескопов и даже космической обсерватории «Чандра». Впрочем, ни звезды, ни пульсары или магнетары не могут объяснить наблюдаемые характеристики. Статья опубликована в The Astrophysical Journal. Транзиентным радиоисточниками называют космические источники радиосигналов, которые наблюдаются некоторое время, после чего исчезают. Особенно богатым на такие источники есть регион центра нашей Галактики, где идут интенсивные процессы формирования и эволюции массивных звезд. Первый пульсирующий транзиентный источник радиосигнала был открыт вблизи галактического центра в 1976 году и впоследствии оказался пульсаром. Затем транзиентные периодические источники радиоизлучения открывали в 1992, 2002, 2005 и 2009 годах. Во всех этих случаях природу источника радиосигналов установить не удалось. Известно только, что эти источники представляют собой достаточно компактные объекты, действительно находящиеся вблизи от центра нашей Галактики. Эти объекты выделили в отдельный класс радио транзиента галактического центра.
В 2019 году большая программа исследований центральных регионов Галактики стартовала на Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) — массиве радиотелескопов, расположенного в Австралии. Наблюдения проводились на частоте 888 мегагерц с апреля 2019 по август 2020. Один из источников, который в течение наблюдений был замечен тринадцать раз с большими интервалами очень заинтересовал ученых. Он получилп обозначение ASKAP J173608.2−321635. Однако от остальных ранее зарегистрированных радио транзиентов галактического центра ASKAP J173608.2−321635 отличался очень заметной радиальной поляризацией, которая достигала 25%. Ученые из Университета Сиднея решили подробнее изучить этот источник в других диапазонах волн, для чего привлекли еще целый ряд радиоастрономических инструментов.
Для начала исследователи предположили, что новый источник сигнала — это пульсар. И попытались его найти с помощью 64-метрового радиотелескопа Паркс, который работает в диапазоне от 704 до 4032 мегагерц и просто не смогли найти кандидата на то, чтобы быть источником ранее обнаруженного сигнала. Это свидетельствовало о том, что в «тихой» фазе излучения ASKAP J173608.2−321635 ниже чувствительности старого телескопа.
Далее настал черед южноафриканского радиотелескопа MeerKAT. Ранее с его помощью тоже осуществлялся обзор центральных регионов нашей Галактики, но нового удивительного источника тогда не заметили. Этот радиотелескоп работает на частоте 1,28 гигагерца. И с его помощью в феврале 2021-таки был обнаружен источник, положения которого примерно соответствовало ASKAP J173608.2−321635. Источник показывал радиальную поляризацию, однако при этом не демонстрировал никаких пульсаций. При этом источник также был достаточно сильно поляризованный с относительно низким поворотом плоскости вследствие эффекта Фарадея.
Дальнейшее исследование проводили на Компактном Австралийском радиоинтерферометра (Australia Telescope Compact Array, ATCA). Исследования на нем проводились уже на других частотах — 2,1, 5,5 и 9,0 гигагерц. На частотах 9,0 и 5,5 гигагерц выявить источник не удалось. А вот на частоте 2,1 гигагерца выявить его удалось и в нем опять не было пульсаций, но была радиальная поляризация.
Также к исследованиям были привлечены рентгеновские телескопы «Чандра» и «Свифт». Однако излучение рентгеновских лучей от ASKAP J173608.2−321635 было слишком слабым, чтобы его могли заметить эти инструменты. Наконец был осуществлен инфракрасный обзор неба и благодаря ему и предыдущим исследованием были четко локализованы источник излучения, на инфракрасных снимках ничем не выделяющиеся из окружающей среды.
Исследователи попытались понять, чем же на самом деле является ASKAP J173608.2−321635. В своих предположениях они учитывали основные особенности источника, установленные в процессе исследований. Между активной и неактивной фазами он увеличивает свою активность в сто раз. Также активность источника может сохраняться в течение недель, после чего она исчезает за одни сутки. Новый радиоисточник демонстрирует радиальную и линейную поляризации, а также низкую активность в рентгеновском диапазоне.
Что касается звезд, то источниками радиоизлучения могут быть некоторые белые карлики и некоторые звезды-гиганты. Исследователи проверили оба предположения и пришли к выводу, что ни один из указанных типов звезд не мог бы создать картину излучения, что наблюдается. У звезд, как правило, величины рентгеновского и радиоизлучений обычно коррелируют, а в ASKAP J173608.2−321635 активность в рентгеновском диапазоне значительно ниже активности в радиодиапазоне.
Далее были проверены пульсары. Обычные пульсары имеют период обращения, что измеряется миллисекундами и секундами. Но кроме вращения изменение их активности может вызвать прецессия оси вращения, которая происходит значительно медленнее. Но ни у одного из известных пульсаров даже прецессия не может продолжаться неделями. Поэтому традиционные нейтронные звезды отпадают.
Но кроме них есть еще и магнетары — разновидность нейтронных звезд, имеющих чрезвычайно мощное магнитное поле. И вот верхняя граница периодичности магнетаров действительно лежит в тех же пределах, что и периодичность появлений-исчезновений ASKAP J173608.2−321635. Но авторам публикации не удалось окончательно установить, является ли этот объект магнетаром, потому что для этого необходимы исследования на высших радиочастотах, чем те, на которых происходило наблюдения.
Также исследователи рассмотрели еще одну возможность. Что указанная выше картина излучения определяется не столько самим объектом, а условиями его наблюдения. Если излучение от какого-то мощного источника радиоволн на своем пути проходит через мощное гравитационное поле или плазму поверхности звезды, то это действительно может вызвать и поляризацию, и изменения интенсивности излучения, и все другие особенности. Но данных для подтверждения этого предположения, как и в предыдущем случае, недостаточно.
Фото в анонсе: Обсерватория ASKAP / ATNF
Перевод материала nauka.ua