В Млечном Пути обнаружили загадочный источник радиоволн, который каждые 62 минуты подавал два мощных сигнала, а затем внезапно замолчал. При этом сигналы заметно отличались друг от друга, словно исходили из разных областей одного объекта. Исследователи предполагают, что причина кроется в необычном устройстве его магнитного поля, однако определить природу самого источника пока не удалось.
История подобных объектов началась ещё в сентябре 2002 года. Тогда астроном Скотт Хайман из колледжа Суит-Брайар зафиксировал пять мощных радиоимпульсов, приходивших из центральной области Млечного Пути с интервалом ровно 77 минут. После пятой вспышки источник замолчал. Учёный годами пытался найти другие объекты с похожим поведением, но без особого успеха.
Лишь спустя два десятилетия астрономы начали понимать, что такие сигналы не единичны. Выяснилось, что в нашей Галактике существует целая группа загадочных радиоисточников, которые испускают яркие импульсы через необычно большие промежутки времени — от десятков минут до нескольких часов. Их назвали долгопериодическими радиоисточниками переменного излучения.
Первый объект, позволивший выделить эту группу, наблюдали в 2018 году, а о его открытии сообщили в 2022-м. С тех пор астрономы обнаружили около десятка подобных источников, включая загадочный объект, замеченный Хайманом ещё в 2002 году. Однако объяснить их природу оказалось непросто.
Главная проблема заключается в необычно больших интервалах между вспышками. Известные астрономам пульсары — быстро вращающиеся нейтронные звёзды — тоже испускают радиоволны периодическими импульсами. Их излучение можно сравнить со светом вращающегося маяка: каждый раз, когда направленный луч проходит через Землю, радиотелескоп регистрирует сигнал.
Но обычные пульсары вращаются гораздо быстрее. При столь медленном вращении, какое предполагается у загадочных источников, им было бы трудно создавать условия, необходимые для мощного радиоизлучения.
Другими кандидатами считаются магнетары — нейтронные звёзды с чрезвычайно сильными магнитными полями, способными порождать мощные вспышки излучения. Есть и третья возможность: белые карлики, то есть остатки звёзд, которые могут вращаться значительно медленнее нейтронных звёзд. Если у белого карлика есть звезда-компаньон, их взаимодействие способно вызывать сильные радиосигналы. Некоторые загадочные источники уже удалось связать с такими двойными системами.
Однако ни одно из объяснений пока не подходит для всех обнаруженных объектов. Их сигналы слишком разнообразны по продолжительности, периодичности и другим характеристикам. Возможно, за внешне похожими вспышками скрываются совершенно разные физические процессы.
Новая находка Хаймана позволила немного приблизиться к разгадке. В 2022 году учёный занимался поиском миллисекундных пульсаров, которые могли бы объяснить избыток гамма-излучения из центра Млечного Пути. Изучая архивные наблюдения радиотелескопа MeerKAT, он заметил источник с необычно редкими, но, по-видимому, регулярными импульсами.
Затем выяснилось, что другой радиотелескоп, ASKAP, наблюдал тот же участок неба в тот же день. Десятичасовая запись подтвердила, что сигналы повторялись с периодом 62,2 минуты.
Но самое интересное обнаружилось при подробном изучении вспышек. Источник, получивший обозначение LPT J1555−5631, испускал не один, а два отдельных импульса за каждый цикл. Один продолжался значительно дольше другого, хотя максимальная яркость обоих была примерно одинаковой.
Ещё необычнее оказалась поляризация радиоволн. У первого импульса она была направлена в одну сторону, а у второго — в противоположную. Это означает, что электромагнитное поле радиоволн вращалось в разных направлениях.
По мнению исследователей, такое поведение указывает на то, что излучение возникает вблизи двух магнитных полюсов объекта. При этом его магнитная ось, вероятно, расположена почти перпендикулярно оси вращения.
Однако здесь обнаружилась ещё одна странность. Если бы магнитное поле имело простую структуру с двумя противоположными полюсами, импульсы должны были бы разделяться половиной полного оборота — 180 градусами. В действительности угловое расстояние между ними составляет только 165,4 градуса.
Это отклонение может свидетельствовать о том, что магнитное поле источника устроено значительно сложнее, чем у объекта с обычным двухполюсным полем. Таким образом, необычные радиосигналы дают астрономам возможность исследовать свойства объекта, который пока не удалось обнаружить даже в наблюдениях видимого света.
Остаётся и другая загадка: почему такие источники способны испускать мощные импульсы с почти идеальной регулярностью, а затем внезапно прекращают активность?
Большинство обнаруженных объектов после первоначальных наблюдений больше не проявляли себя. Новый источник LPT J1555−5631 также пока не удалось зарегистрировать повторно. Однако первый объект, замеченный Хайманом в 2002 году, впоследствии снова проявлял активность. Подобное поведение удалось зафиксировать ещё у двух источников.
Исследователи предполагают, что переходы между активным и спокойным состояниями могут быть связаны с изменениями магнитосферы — области вокруг объекта, где определяющую роль играет его магнитное поле. Но пока это лишь возможное объяснение.
Чтобы разобраться в природе загадочных сигналов, астрономам необходимо обнаружить значительно больше подобных источников и сравнить их характеристики. Только тогда станет понятно, относятся ли они к одной разновидности звёздных остатков, представляют собой несколько разных типов объектов или указывают на существование чего-то, пока неизвестного науке.
Исследование опубликовано в научном журнале The Astrophysical Journal.
