Astronomowie zaskoczeni: niezwykłe radioźródło z pulsami co 36 minut

Tajemniczy sygnał radiowy z odległego zakątka kosmosu regularnie „miga” co 36 minut, całkowicie wybijając naukowców z rutyny.

Aparatura Australian SKA Pathfinder (ASKAP) zarejestrowała obiekt, który zachowuje się inaczej niż znane gwiazdy neutronowe czy pulsary. ASKAP J1424, bo tak go oznaczono, emituje niezwykle stabilne impulsy radiowe i może być przedstawicielem zupełnie nowej klasy obiektów w naszej galaktyce.

ASKAP J1424 – kosmiczny metronom z australijskiej pustyni

ASKAP to sieć radioteleskopów stojąca na odludziu w Australii Zachodniej. W ramach programu EMU (Evolutionary Map of the Universe) naukowcy systematycznie przeglądają niebo, szukając obiektów, które pojawiają się i znikają w zakresie fal radiowych. Właśnie w takim przeglądzie natrafili na ASKAP J1424.

Obiekt wyróżnia się długim okresem: impuls powtarza się mniej więcej co 36 minut, czyli co 2 147,27 sekundy. To ogromna różnica w porównaniu z klasycznymi pulsarami, które potrafią „mrugać” nawet kilkaset razy na sekundę. ASKAP J1424 zachowuje się więc jak bardzo powolny, ale niesamowicie regularny kosmiczny metronom.

Przeczytaj również: Naukowcy „wskrzeszają” płytę CD: tysiąc razy więcej danych na krążku

ASKAP J1424 to długo-okresowe źródło radiowe, którego sygnał pojawiał się nieprzerwanie przez osiem dni, z niemal identycznym kształtem każdego impulsu.

Taka stabilność w przypadku tak wolnego źródła jest czymś rzadkim. Wzbudziło to od razu podejrzenie, że mamy do czynienia z egzotycznym układem gwiazdowym albo zupełnie nowym typem obiektu.

Jak polowano na ten sygnał: projekt EMU w praktyce

Projekt EMU wykorzystuje szerokie pole widzenia ASKAP, aby rejestrować ogromne fragmenty nieba w jednym podejściu. Jedno z takich obserwacyjnych „okien” trwało około 10 godzin i to w jego danych ukryty był sygnał ASKAP J1424. Naukowcy analizowali emisję w tzw. polaryzacji kołowej, co pozwala wychwycić szczególnie złożone pola magnetyczne.

Przeczytaj również: Horoskop od 11 marca: te 3 znaki zodiaku mają mieć wyjątkową passę

Duża siła projektu EMU polega na tym, że łączy dwa parametry: często wraca do tych samych obszarów nieba i patrzy na nie przez dłuższy czas. Dzięki temu nie umykają mu powolne zmiany ani obiekty świecące jedynie przez określony okres.

• Częstotliwość obserwacji: te same rejony nieba monitorowane wielokrotnie
• Długie nasłuchy: pojedyncza sesja trwa wiele godzin
• Szerokie pole widzenia: duża szansa wychwycenia rzadkich zjawisk
• Czułość na polaryzację: możliwość badania geometrii pól magnetycznych

Właśnie zestaw tych cech sprawił, że ASKAP J1424 nie tylko trafił na radar, ale od razu dostarczył całkiem bogaty zestaw danych do analizy.

Przeczytaj również: Ten niepozorny znaczek może być wart 7500 euro. Sprawdź swoje pocztówki

Polaryzacja na 100 procent: sygnał, jakiego dawno nie widziano

Najbardziej niezwykła cecha ASKAP J1424 to polaryzacja jego emisji. Cały impuls jest spolaryzowany, i to praktycznie w 100 procentach. Sygnał zmienia się od kształtu eliptycznego do w pełni liniowego w obrębie jednego cyklu.

Pełna polaryzacja na całej długości impulsu wskazuje na wyjątkowo uporządkowane i silne pole magnetyczne, które kieruje ruchem naładowanych cząstek jak „szyny” w kosmicznej kolejce.

Taki poziom uporządkowania emisji trudno pogodzić ze zwykłą gwiazdą czy typowym pulsarem. Wskazuje to na układ, w którym pole magnetyczne dominuje nad całą fizyką obiektu. To z kolei kieruje uwagę w stronę dwóch głównych scenariuszy: egzotycznej gwiazdy neutronowej albo układu z białym karłem.

Bez śladu w świetle widzialnym: obiekt widmo

Astronomowie sprawdzili dane z teleskopów pracujących w zakresie optycznym i podczerwonym. Poszukiwali jakiegokolwiek towarzyszącego punktu świetlnego, który mógłby być gwiazdą w tym samym miejscu. Wynik był zaskakująco pusty – nic nie znaleziono.

Brak widocznego towarzysza stawia ASKAP J1424 w trudnej do sklasyfikowania kategorii. Jeśli to układ z białym karłem, jego partner musi być bardzo słaby lub zasłonięty. Jeśli to gwiazda neutronowa, jej otoczenie również pozostaje wyjątkowo dyskretne w innych fragmentach widma niż radio.

Taka „jednokolorowa” obecność tylko w radiu przypomina niektóre inne długo-okresowe źródła znane z ostatnich lat, lecz ASKAP J1424 i tak wymyka się prostym porównaniom.

Czy to biały karzeł w burzliwym związku?

Autorzy analizy skłaniają się ku hipotezie układu z białym karłem. To wygasła gwiazda wielkości Ziemi, lecz o masie zbliżonej do Słońca, często z bardzo silnym polem magnetycznym. Gdy biały karzeł krąży w parze z inną gwiazdą, jej wiatr gwiazdowy może zasilać jego magnetosferę plazmą.

Jeśli ta plazma wpada w rytmiczne „pętle” w polu magnetycznym, może dochodzić do regularnych wybuchów emisji radiowej. Okres 36 minut mógłby wiązać się z obrotem białego karła lub jego ruchem orbitalnym wewnątrz silnie namagnesowanego strumienia materii.

Scenariusz z białym karłem zakłada, że energia sygnału płynie głównie z oddziaływania dwóch pól magnetycznych, a nie z klasycznej akrecji dużych ilości materii.

Na razie to tylko model teoretyczny, który trzeba skonfrontować z dalszymi pomiarami. Obecne dane pozwalają stwierdzić, że obiekt jest silnie namagnesowany i obraca się wolno, lecz nie mówią wprost, jaki rodzaj gwiazdy kryje się za sygnałem.

Plany na kolejne lata: VAST i dłuższe nasłuchy

ASKAP J1424 trafił na listę priorytetowych celów w kolejnym etapie programu VAST (Variables And Slow Transients). To duży przegląd radiowy skupiony na zjawiskach, które zmieniają się powoli – w ciągu minut, godzin lub dni.

Naukowcy chcą odpowiedzieć na kilka kluczowych pytań:

Jeśli ASKAP J1424 znów się odezwie, astronomowie porównają nowe impulsy z tymi z 2025 roku. Ewentualne różnice w polaryzacji, mocy czy długości trwania mogą dużo powiedzieć o mechanizmach stojących za emisją.

Dlaczego jedno dziwne radioźródło robi tyle zamieszania

Choć ASKAP J1424 to tylko jeden punkt na niebie, jego nietypowe parametry uderzają w kilka przyzwyczajeń astrofizyków. Z jednej strony pokazuje, że długo-okresowe źródła radiowe są prawdopodobnie liczniejsze, niż do tej pory sądzono. Z drugiej zmusza do modyfikacji modeli opisujących pola magnetyczne w skrajnych warunkach.

Dla przeciętnego odbiorcy może to wyglądać jak kolejna ciekawostka z kosmosu, ale w praktyce takie obiekty są testem dla naszej wiedzy o fizyce plazmy, gęstej materii i magnetyzmie. W tych samych równaniach opisuje się nie tylko egzotyczne gwiazdy, ale także procesy w pobliżu czarnych dziur czy w atmosferze Słońca.

Ciekawe jest też to, że ASKAP J1424 stanowi przykład obiektu w pełni odkrytego w radiu – bez spektakularnych błysków w innych zakresach. To przypomnienie, jak selektywnie widzimy kosmos, gdy polegamy na wąskim wycinku widma. Rozbudowa instrumentów takich jak ASKAP czy przyszły SKA zwiększa szanse, że kolejne „dziwne metronomy” nie prześlizgną się niezauważone.

Dla osób interesujących się astronomią amatorską pojawia się też praktyczne przesłanie: nie wszystkie ciekawe zjawiska są jasne czy fotogeniczne. Spora część fascynujących obiektów kryje się w danych radiowych i w analitycznej pracy nad sygnałami, które z pozoru wyglądają jak nic szczególnego. ASKAP J1424 pokazał, że czasem warto dłużej przyjrzeć się nawet bardzo powolnym pulsom – bo mogą one prowadzić do zupełnie nowych pytań o budowę naszej galaktyki.