緩慢地重複爆發強烈的自 2022 年被發現以來,來自太空的天文學家一直困惑不解。
在新研究,我們第一次追蹤其中一個脈動訊號的來源:一種常見的輕質恆星,稱為紅矮星,很可能與一顆白矮星處於雙星軌道,白矮星是另一顆很久以前爆炸的恆星的核心。
緩慢脈動的神秘
2022年,我們的團隊做出了一個驚人的發現:從太空發出的周期性無線電脈動,每 18 分鐘重複一次。脈衝的光芒勝過附近的一切,三個月閃亮,然後就消失了。
我們知道一些重複的無線電訊號來自於一種稱為射電脈衝星,它快速旋轉(通常每秒一次或更快),像燈塔一樣發射無線電波。問題是,我們目前的理論認為脈衝星每 18 分鐘旋轉一次應該不是產生無線電波。
因此,我們認為2022 年的發現可能會帶來新的、令人興奮的物理學,或者有助於準確解釋脈衝星如何發射輻射,儘管經過50 年的研究,人們仍然對脈衝星如何發射輻射知之甚少。
更緩慢地閃爍無線電訊號源已被發現自那以後。現在大約有十種已知的「長週期無線電瞬變」。
然而,僅僅發現更多還不足以解開這個謎團。
探索銀河系的邊緣
到目前為止,這些來源中的每一個都已在人類的內心深處被發現。。
這使得很難弄清楚哪種恆星或物體產生無線電波,因為在一個小區域內有數千顆恆星。它們中的任何一個都可能對訊號負責,也可能都不對訊號負責。
因此,我們發起了一項活動,用掃描器掃描天空默奇森寬場陣列西澳大利亞的射電望遠鏡,每分鐘可觀測1000平方度的天空。科廷大學的一名本科生 Csanád Horváth 處理了覆蓋半個天空的數據,在人口稀少的地區尋找這些難以捉摸的信號。。
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果然,我們找到新的來源了!它被稱為 GLEAM-X J0704-37,它會產生一分鐘長的無線電波脈衝,就像其他長週期無線電瞬變一樣。然而,這些脈衝每 2.9 小時僅重複一次,使其成為迄今為止發現的最慢的長週期無線電瞬變。
無線電波從哪裡來?
我們進行了後續觀察MeerKAT望遠鏡在南非,有南半球最靈敏的電波望遠鏡。它們精確地確定了無線電波的位置:它們來自一顆紅矮星。這些恆星非常常見,佔銀河系恆星的 70%,但它們非常微弱,肉眼看不見一顆。
結合 Murchison 寬場陣列的歷史觀測結果和新的 MeerKAT 監測數據,我們發現脈衝以重複模式提前到達和延遲到達。這可能表明射電發射器不是紅矮星本身,而是與它處於雙星軌道上的一個看不見的物體。
根據先前對恆星演化的研究,我們認為這個看不見的射電發射器最有可能是一顆白矮星,它是像太陽這樣的中小型恆星的最終終點。如果它是一顆中子星或黑洞,那麼產生它的爆炸就會如此之大,以至於應該會擾亂軌道。
探戈需要兩個人
那麼紅矮星和白矮星如何產生無線電訊號呢?
紅矮星可能會產生帶電粒子星風,就像我們的太陽一樣。當風撞擊白矮星的磁場時,它會加速,產生無線電波。
這可能類似於太陽的恆星風與地球磁場相互作用產生美麗的極光,還有低頻無線電波。
奇異雙星系統 AR Scorpii 的藝術家印象影片 - YouTube
觀看我們已經知道一些這樣的系統,例如,其中紅矮星亮度的變化意味著伴星白矮星每兩分鐘就會用強大的無線電波束撞擊它。這些系統都不像長週期射電瞬變那樣明亮或緩慢,但也許隨著我們找到更多的例子,我們將製定出一個統一的物理模型來解釋所有這些系統。
另一方面,可能有許多 不同的 種類可以產生長週期無線電脈動的系統。
不管怎樣,我們已經學會了期待意外的力量——我們將繼續掃描天空來解開這個宇宙之謎。