Из глубин Млечного Пути каждые несколько часов приходит мощный радиосигнал. Спустя годы учёные наконец выяснили, кто его посылает

Из Млечного Пути с интервалом от нескольких минут до нескольких часов приходят мощные повторяющиеся радиовсплески, происхождение которых много лет оставалось неясным. Астрономы называют их долгопериодическими радиотранзиентами, или LPT. В Галактике нашли лишь около дюжины подобных источников. Новые наблюдения показали, что по крайней мере один из них рождается в тесной двойной системе, где белый карлик отбирает вещество у соседней красной звезды.

Долгопериодические радиотранзиенты не похожи на обычные пульсары, которые испускают радиоимпульсы с периодом от миллисекунд до нескольких секунд. Одним из возможных объяснений считали магнетары - нейтронные звезды с чрезвычайно сильным магнитным полем. Однако магнетару пришлось бы вращаться слишком медленно, а существующие теоретические модели не допускают, что настолько медленно вращающаяся нейтронная звезда способна создавать наблюдаемые сигналы.

Другим кандидатом были двойные системы с белым карликом и маломассивной звездой-компаньоном. Несколько прежних наблюдений связывали LPT с подобными парами, но астрономам не удавалось напрямую увидеть аккрецию, перенос вещества с одной звезды на другую. Новая работа впервые подтвердила оба признака в одном объекте: двойную систему и активный переток газа внутри нее.

Источником оказался ASKAP J174508.9-505149, сокращенно ASKAP J1745-5051. Радиообзор неба провел австралийский радиотелескоп ASKAP. Затем систему изучили в оптическом, радио- и рентгеновском диапазонах. Спектральный анализ обнаружил бальмеровские линии водорода и линии гелия He I и He II. Особенно сильная линия He II характерна для магнитных катаклизмических переменных, тесных двойных систем, где белый карлик с мощным магнитным полем забирает газ у соседней звезды.

Белый карлик представляет собой сверхплотное ядро звезды, которая исчерпала ядерное топливо и сбросила внешние слои. По размеру белый карлик сопоставим с Землей, но его масса близка к солнечной. Компаньоном ASKAP J1745-5051 служит красный карлик класса M6. Масса красной звезды составляет около 0,096 массы Солнца, радиус - примерно 0,13 солнечного радиуса.

Скорости движения газа вдоль луча зрения помогли определить период обращения пары: 1,368 часа. Радиоимпульсы повторяются почти с тем же интервалом, 1,345 часа. Близость двух значений связала наблюдаемые всплески с орбитальным движением, а не с независимым вращением одиночной звезды.

Газ, который белый карлик оттягивает у красного компаньона, разогревается при падении и дает рентгеновское излучение. Радиовсплески, вероятно, возникают в другой области, где встречаются магнитные поля обеих звезд и взаимодействуют с заряженным веществом. Максимумы радио- и рентгеновского излучения не совпадают по времени, поэтому оба вида сигналов должны рождаться в разных частях системы.

Спутник Einstein Probe зарегистрировал рентгеновские колебания с периодом около 1,32 часа. Большая амплитуда перемен указывает, что скорость падения вещества на белый карлик меняется со временем. ASKAP J1745-5051 стал третьим известным LPT, обнаруженным в рентгеновском диапазоне, и вторым с регулярным рентгеновским излучением. Наблюдения впервые показали, что регулярность таких рентгеновских импульсов задает орбита двойной системы.

Радиосигнал тоже принес несколько неожиданностей. Импульсы имеют эллиптическую поляризацию: направление электрического поля в радиоволне описывает не прямую линию, а эллипс. Верхняя граница частотного диапазона смещалась вверх и вниз в ритме более долгих биений. Один из возможных источников биений - несовпадение периода вращения белого карлика с периодом обращения пары, но измерить скорость вращения белого карлика пока не удалось.

На диаграмме, где по одной оси отложено время, а по другой частота, обнаружили модуляционные полосы: яркость импульсов меняется рядами наклонных линий. Раньше подобную картину наблюдали у радиоизлучения системы Юпитер и его спутник Ио. ASKAP J1745-5051 стал первым известным двойным звездным объектом с такими полосами.

Система может стать ориентиром для поиска природы других долгопериодических радиотранзиентов. Сравнение их сигналов с ASKAP J1745-5051 поможет отделить источники, связанные с белыми карликами, от возможных нейтронных звезд. Тесная пара также дает возможность изучать плазму, магнитные поля и падение вещества в условиях, которые невозможно воспроизвести на Земле. Дальнейшие наблюдения в радио-, оптическом и рентгеновском диапазонах должны показать, как именно рождаются LPT и объясняет ли механизм ASKAP J1745-5051 остальные подобные сигналы.