Tajemniczy kosmiczny sygnał co 36 minut. Naukowcy zaskoczeni nowym źródłem radiowym

Australijski radioteleskop ASKAP przechwycił coś, czego astronomowie wcześniej nie widzieli. Źródło o nazwie ASKAP J1424 wysyła wyraźny sygnał radiowy dokładnie co 36 minut, i to przez wiele dni z rzędu. Co ciekawe, sygnał jest całkowicie spolaryzowany, co wskazuje na niezwykle uporządkowane pole magnetyczne w okolicy źródła.

Australijski radioteleskop ASKAP zarejestrował niezwykłe, powtarzające się impulsy radiowe, których regularność i zachowanie nie pasują do znanych modeli.

Źródło nazwane ASKAP J1424 wysyła sygnał co 36 minut, robi to przez wiele dni z zadziwiającą stabilnością i w dodatku w całości spolaryzowanej formie. Astronomowie łamią sobie głowę, czy to ekstremalny układ z białym karłem, czy zupełnie nowy typ obiektu.

Nowy kosmiczny „dzwon” z australijskiego ASKAP

ASKAP, czyli Australian SKA Pathfinder, to potężny radioteleskop na pustyniach Australii Zachodniej. Składa się z kilkudziesięciu anten, które działają jak jeden ogromny detektor fal radiowych. Jego zadanie jest proste: skanować niebo szerokim polem widzenia i wyłapywać z niego to, co zmienne, krótkotrwałe i ulotne.

W ramach dużego programu badawczego Evolutionary Map of the Universe (EMU) naukowcy przeglądają dane z ASKAP w poszukiwaniu tzw. transjentów radiowych – obiektów, które „włączają się” i „wyłączają” w radiu w określonych odstępach czasu. Właśnie w takich danych, z wielogodzinnej obserwacji z 9 stycznia 2025 roku, natrafili na ASKAP J1424.

ASKAP J1424 to długookresowe źródło radiowe o bardzo stabilnych impulsach, zarejestrowane w trakcie dziesięciogodzinnej obserwacji w ramach przeglądu EMU i opisane w pracy udostępnionej w serwisie arXiv.

To kolejny element rosnącej grupy tzw. long-period radio transients (LPT) – obiektów o stosunkowo wolnym „obrocie”, ale związanych z ekstremalnymi polami magnetycznymi i silnymi emisjami radiowymi.

Impuls co 36 minut. Zegar, który się nie myli

Najbardziej uderzająca cecha ASKAP J1424 to jego rytm. Sygnał pojawia się co 36 minut, dokładnie co 2147,27 sekundy. Naukowcy śledzili źródło przez osiem dni z rzędu i za każdym razem zegar bił tak samo.

Taka regularność kojarzy się zwykle z szybko rotującymi gwiazdami neutronowymi, czyli pulsarami, które obracają się nawet kilkadziesiąt razy na sekundę. Tu mamy sytuację odwrotną – obrót jest bardzo powolny, ale impuls trzyma formę z żelazną konsekwencją.

36-minutowy okres i niemal identyczny kształt impulsu przez wiele dni sugerują bardzo uporządkowany proces fizyczny, który wciąż trudno pogodzić z obecnymi modelami.

Dodatkowo podczas aktywności ASKAP J1424 zachowuje się jak podręcznikowy przykład kontrolowanego źródła: nie widać „rozmazywania” sygnału, nagłych zaników czy przypadkowych flar, które często towarzyszą zmiennym obiektom.

Nietypowa polaryzacja: sygnał uporządkowanego magnetyzmu

Jeszcze dziwniejszy jest sposób, w jaki sygnał jest spolaryzowany. Astronomowie zmierzyli, że emisja ASKAP J1424 jest w zasadzie w 100 procentach spolaryzowana, a w czasie trwania impulsu przechodzi z formy eliptycznej do niemal idealnie liniowej.

Polaryzacja mówi, jak ułożone jest pole elektryczne fali radiowej. W praktyce pozwala wnioskować o strukturze pola magnetycznego w okolicy źródła. Tak wysoki poziom uporządkowania rzadko pojawia się w naturalnych procesach, które zwykle są „chaotyczne” i mieszają kierunki drgań.

• pełna polaryzacja sugeruje bardzo uporządkowane pole magnetyczne,
• zmiana z eliptycznej na liniową wskazuje na złożoną geometrię obszaru emisji,
• stabilność polaryzacji w kolejnych impulsach oznacza, że układ nie ulega gwałtownym zmianom w czasie.

Ten zestaw cech nie pasuje dobrze do klasycznych pulsarów ani do zwykłych aktywnych gwiazd. Dlatego wielu badaczy traktuje ASKAP J1424 jako potencjalnego przedstawiciela nowej klasy obiektów, albo przynajmniej bardzo nietypowego reprezentanta znanego typu.

ASKAP J1424: biały karzeł z towarzyszem czy coś jeszcze bardziej egzotycznego?

Choć sygnał w radiu jest wyraźny, astronomowie nie znaleźli odpowiednika w innych zakresach – ani w świetle widzialnym, ani w podczerwieni. Przeszukano archiwa dużych teleskopów, wykonano też dedykowane obserwacje, ale w miejscu ASKAP J1424 nie widać nic, co można by z nim pewnie powiązać.

Brak optycznego i podczerwonego śladu zawęża listę możliwych scenariuszy. Zespół analizujący dane skłania się ku hipotezie, że może chodzić o układ złożony z białego karła i gwiezdnego towarzysza. W takim duecie pole magnetyczne białego karła mogłoby wchodzić w silną interakcję z wiatrem magnetycznym z sąsiedniej gwiazdy.

Badacze sugerują, że impuls może napędzać oddziaływanie pola magnetycznego białego karła z naładowaną materią napływającą od towarzysza, co prowadzi do powtarzalnych wybuchów emisji radiowej.

Możliwe są też bardziej egzotyczne opcje: silnie namagnesowany biały karzeł wirujący samotnie, rzadki typ pulsara o ekstremalnie wydłużonym okresie lub obiekt, który wymusi korektę obecnych teorii ewolucji gwiazd. Na razie każda hipoteza ma swoje poważne wady – zawsze czegoś brakuje, by pasowała do wszystkich obserwowanych cech.

Dlaczego brak świecenia w innych długościach fal jest kłopotliwy

Gdy astronomowie trafiają na ciekawe źródło radiowe, zwykle sprawdzają, co dzieje się w tym samym miejscu w innych zakresach. Jeśli obiekt jest gorący, świeci w optyce. Jeśli intensywnie akreuje materię, promieniuje w ultrafiolecie lub w promieniach X. ASKAP J1424 na razie milczy w każdym z tych kanałów.

To oznacza, że:

Ta „cisza” w innych pasmach czyni źródło trudniejszym do sklasyfikowania, ale właśnie dlatego tak atrakcyjnym dla badaczy.

Co dalej z ASKAP J1424: polowanie na przerwy i powroty

Astronomowie zapowiadają dalsze monitorowanie obiektu, między innymi w ramach drugiej fazy galaktycznego przeglądu VAST (Variables And Slow Transients). Chcą sprawdzić, czy ASKAP J1424 będzie zachowywać się jak kosmiczna latarnia, która świeci regularnie przez lata, czy raczej jak źródło, które przechodzi przez okresy aktywności i uśpienia.

Kluczowe będzie ustalenie, czy ASKAP J1424 emituje impulsy w sposób ciągły, czy odpowiada za nie pojedyncze, bardziej przypadkowe zjawisko, na przykład epizod zasilania plazmą z towarzysza.

Dłuższy monitoring pozwoli też sprawdzić, czy okres 36 minut pozostaje absolutnie niezmienny. Delikatne spowolnienie lub przyspieszenie mogłoby zdradzić, czy obiekt traci energię, na przykład przez promieniowanie magnetyczne, czy przez oddziaływanie z partnerem w układzie podwójnym.

Co zwykły czytelnik może z tego wynieść

ASKAP J1424 to przykład, jak bardzo niepełny obraz kosmosu wciąż mamy, mimo imponujących teleskopów i zaawansowanych modeli. Radioteleskopy takie jak ASKAP działają trochę jak nowy zmysł – nagle „słyszymy” zjawiska, które wcześniej istniały, ale pozostawały poza naszym zasięgiem.

Warto też zwrócić uwagę, że duże przeglądy nieba, takie jak EMU czy VAST, bazują na regularności i powtarzalności obserwacji. Z punktu widzenia nauki to odpowiednik codziennej rutyny: systematyczne sprawdzanie tego samego fragmentu nieba pozwala wyłapać to, co zmienne i nietypowe. ASKAP J1424 pojawił się właśnie dlatego, że ktoś cierpliwie patrzył w to samo miejsce przez wiele godzin.

Dla osób interesujących się astronomią ASKAP J1424 jest dobrą ilustracją kilku pojęć, które często przewijają się w newsach naukowych: polaryzacji, transjentów, pól magnetycznych i układów podwójnych. To nie jest „kosmiczna sensacja” w hollywoodzkim stylu, raczej spokojny, ale uporczywy sygnał, który zmusza naukowców do dopracowania teorii. I najpewniej nie będzie ostatnim takim przypadkiem, bo kolejne radioteleskopy nowej generacji już czekają w kolejce, by dołożyć swoje cegiełki do tej układanki.