Na več kot 5.000 svetlobnih let oddaljenem delu Rimske ceste se radijski pulz ponovi vsakih 7,9 minute. Astronomi so njegov izvor povezali z belo pritlikavko, ki kroži ob zvezdi, podobni Soncu. Takšne kombinacije pri tej redki skupini radijskih pojavov doslej niso poznali. Presenetilo jih je še nekaj: pulzi so razkrili tudi magnetno dogajanje ob drugi zvezdi, čeprav nastanek samega sevanja ostaja raziskovalna uganka.

Radijski pulzi na 8 minut, obhod zvezd v 31 urah

Za oznako GPM J071507−114153 se skriva dvojni zvezdni sistem, ki ga s prostim očesom ni mogoče videti. Radijski teleskopi pa iz njegove smeri zaznavajo izjemno pravilne pulze. Ponavljajo se približno vsakih 7,9 minute, medtem ko zvezdi za obhod skupnega težišča potrebujeta okoli 1,3 dneva oziroma dobrih 31 ur. Gre za dva različna ritma, ki sta astronomom pomagala določiti, kje radijski signal nastaja.

Pri natančnem preverjanju časa prihoda pulzov so raziskovalci odkrili majhna odstopanja, povezana z orbitalnim gibanjem. Takšno spreminjanje je pomembno: pri oddaljenem paru zvezd sama smer signala še ne razkrije, kateri objekt je z njim povezan. Tokrat so pulze lahko umestili v neposredno bližino bele pritlikavke, morda celo na sam zvezdni ostanek.

Kot ugotavlja raziskava v reviji Nature Astronomy, je 7,9 minute izmerjeni interval pulzov, približno 31 ur pa obhodna doba para. Pulzni ritem raziskovalci povezujejo z vrtenjem bele pritlikavke, vendar način nastanka izrazitega radijskega sevanja še ni v celoti pojasnjen. Osemmunutnega signala zato ne smemo zamenjati z obhodom obeh zvezd.

Prvi takšni pulzi ob zvezdi, podobni Soncu

Bela pritlikavka je izjemno gost ostanek zvezde, ki je po koncu svojega razvoja odvrgla zunanje plasti. Čeprav v njej ne poteka več običajno zlivanje vodika, lahko še naprej ohranja vrtenje in močno magnetno polje. V novoodkritem paru jo spremlja zvezda spektralnega tipa G. V isto širšo skupino spada tudi Sonce, vendar to ne pomeni, da gre za njegovo popolno dvojnico.

Prav spremljevalka je glavna novost odkritja. V nekaterih prej znanih sistemih s podobnimi, počasi ponavljajočimi se radijskimi signali so našli bele pritlikavke ob manjših in hladnejših rdečih pritlikavkah. Zdaj so takšne pulze prvič povezali z belo pritlikavko, ki kroži ob Soncu podobni zvezdi. Raziskovalci imajo tako nov primer, s katerim lahko preverjajo, v kakšnih razmerah ti nenavadni pojavi sploh nastajajo.

Razlika med spremljevalkami ni nepomembna. Zvezde različnih vrst imajo različno magnetno okolje in zvezdne vetrove. Opazovanja obenem kažejo, da spremljevalka ne zapolnjuje svojega tako imenovanega Rocheovega režnja, območja, pomembnega za izrazitejše pretakanje snovi med bližnjima telesoma. Takšna ugotovitev omejuje nekatere razlage prenosa plina in povečuje zanimanje za možen vpliv magnetnih polj.

Tri opazovalnice in več kot 100 ur radijskih podatkov

Zgodba se je začela z radijskimi meritvami v Avstraliji. Murchison Widefield Array (MWA) spremlja velika območja neba in je med pregledom Rimske ceste zaznal ponavljajoče se pulze. Njihov položaj so nato natančneje določili z južnoafriškim radioteleskopom MeerKAT. Šele zatem so na havajskem observatoriju W. M. Keck opravili optična opazovanja, ki so potrdila povezavo z zvezdo spektralnega tipa G.

Nobena od teh meritev sama ne bi povedala celotne zgodbe. Radijski teleskopi so pokazali pravilnost in izvorno smer sevanja, optični podatki lastnosti spremljevalke, primerjava časov prihodov pulzov pa je razkrila orbitalno gibanje. Ekipa je zato v superračunalniškem centru Pawsey obdelala več kot 100 ur radijskih opazovanj in iskala drobne spremembe, skrite v navidezno enakomernem utripanju.

Kot navaja Curtin University, je vodilni raziskovalec Samuel McSweeney posebej poudaril, da so bili pulzi dovolj razločni za spremljanje gibanja bele pritlikavke po orbiti. To je omogočilo precej zanesljivejšo povezavo med radijskim virom in zvezdnim ostankom kot pri nekaterih predhodnih primerih. Raziskava tako ni prinesla le odkritja novega para, temveč tudi boljši način ugotavljanja izvora takšnih signalov.

Radijski pulzi razkrili še magnetno nevihto

V podatkih se je skrivala še druga zgodba. Med določenim delom obhoda se je spremenila polarizacija radijskega valovanja. Raziskovalci menijo, da je signal takrat potoval skozi območje magnetizirane plazme ob Soncu podobni spremljevalki. Ena najverjetnejših razlag je zvezdna protuberanca, velikanska zanka vročega, električno nabitega plina, kakršne poznamo tudi na našem Soncu.

Takšnega dogajanja astronomi niso neposredno fotografirali. Na magnetno območje sklepajo iz sprememb, ki jih je radijski signal doživel na poti skozi plazmo. Pri tem je pomemben pojav, imenovan Faradayevo vrtenje, ki spreminja smer polarizacije valovanja. Ker radijski pulzi prihajajo v pravilnih presledkih, jih je mogoče primerjati v različnih položajih obeh zvezd in tako pridobivati podatke o okolici spremljevalke.

Po navedbah ICRAR je soavtorica Natasha Hurley-Walker opozorila prav na presenetljivo možnost zaznavanja magnetne aktivnosti na razdalji več kot 5.000 svetlobnih let. Radijski snop je tako deloval kot naravna sonda za zvezdno okolje, ki bi ga bilo z neposrednim posnetkom zelo težko raziskovati. Dvojni sistem je znanstvenikom poleg odgovora o bližini izvora ponudil tudi posreden pogled na dogajanje ob drugi zvezdi.

Kaj razkritje pomeni za prihodnja odkritja?

GPM J071507−114153 spada med tako imenovane dolgoperiodične radijske prehodne pojave, označene s kratico LPT. Zanje so značilni radijski pulzi z razmiki od minut do ur. Od prvih zaznav leta 2021 so astronomi prepoznali približno ducat takšnih objektov. Ker jih poznajo tako malo, še ne morejo zanesljivo povedati, kako pogosto nastajajo in katere vrste zvezd lahko sodelujejo pri njihovem nastanku.

Novi sistem razširja sliko z doslej neobičajno spremljevalko in z možnostjo spremljanja magnetnega dogajanja prek radijskih valov. Največja uganka je še vedno fizikalni proces, ki ustvari močne in redne pulze. Raziskovalci bodo zato iskali nove pare in primerjali njihove značilnosti. Pri tem veliko pričakujejo od prihodnjih radijskih teleskopov SKA-Low v Avstraliji in SKA-Mid v Južni Afriki.

Na Dnevnih Novicah smo že poročali o skrivnostnem radijskem signalu izpred desetih milijard let, vendar je šlo tam za drugačno vrsto radijskega dogodka. Tokrat je bistvena prav ponovljivost: isti signal znanstvenikom pomaga slediti gibanju bele pritlikavke in razmeram v bližini spremljevalke. Če bodo odkrili več takšnih parov, bodo lahko ugotovili tudi, ali je ta kombinacija res izjemna ali pa smo njene sorodnike doslej preprosto spregledali.