Od 1988 roku coś w kosmosie błyska co 20 minut – Ars Technica

W środę naukowcy ogłosili odkrycie nowej tajemnicy astronomicznej. Nowy obiekt, GPM J1839-10, zachowuje się trochę jak pulsar, wysyłając regularne wybuchy energii radiowej. Ale fizyka, która napędza pulsary, oznacza, że ​​przestaną emitować, jeśli zwolnią za bardzo, a prawie każdy znany nam pulsar migocze co najmniej raz na minutę.

GPM J1839–10 trwa 22 minuty między impulsami. Nie mamy pojęcia, jaki rodzaj fizyki lub jaka rzecz może to wzmocnić.

trwałe przejściowe

GPM J1839-10 został odkryty podczas przeszukiwania płaszczyzny galaktyki w poszukiwaniu obiektów przejściowych — czegoś, czego nie ma, kiedy pierwszy raz spojrzysz, ale pojawi się przy następnym sprawdzaniu. Typowym wyjaśnieniem przejściowego obiektu jest coś w rodzaju supernowej, gdzie masywne zdarzenie powoduje ogromny wzrost jasności. Znajdują się na samym końcu widma radiowego, są to szybkie rozbłyski radiowe, ale są też bardzo krótkie i dość trudne do wykrycia.

W każdym razie GPM J1839-10 pojawił się w poszukiwaniach w dość nietypowy sposób: dwukrotnie pojawił się jako element przejściowy podczas tej samej nocy obserwacji. Zamiast dostarczać krótki wybuch masywnej energii, jak szybki wybuch radiowy, GPM J1839-10 miał znacznie niższą energię i był rozłożony na 30 sekund.

Późniejsze obserwacje wykazały, że obiekt zapętlał się regularnie, z okresową szybkością około 1320 sekund (bardziej znany jako 22 minuty). Wokół tego okresowego okresu znajduje się okno trwające około 400 sekund, a eksplozja może pojawić się w dowolnym miejscu w oknie i potrwa od 30 do 300 sekund. Podczas aktywności intensywność GPM J1839–10 może się zmieniać, a w głównym sygnale występuje wiele podrzędnych wybuchów. Od czasu do czasu okno przechodziło również bez żadnych pęknięć.

Badanie danych archiwalnych wykazało, że sygnały zostały wykryte w tym miejscu już w 1988 roku. Tak więc cokolwiek wynika z tego sygnału, nie jest tak naprawdę przejściowe, w tym sensie, że zjawisko, które powoduje te wybuchy, nie jest zdarzeniem jednorazowym – jest właśnie się stało.

Lista znanych obiektów, które mogą wywoływać tego typu zachowania, jest krótka i składa się z dokładnie zera pozycji.

Nie nadaje się do niczego

Najbardziej oczywistym analogiem GPM J1839-10 jest pulsar, szybko wirująca namagnesowana gwiazda neutronowa. Obiekty te uwalniają energię radiową na swoich biegunach magnetycznych, które mogą nie pokrywać się z ich osią obrotu. W rezultacie rotacja gwiazdy może przesunąć bieguny przez linię wzroku do Ziemi, tworząc wizualizację błysku fal radiowych za każdym razem, gdy jeden z biegunów magnetycznych zrówna się z Ziemią.

Ale rozbłyski pulsara powtarzają się szybko, z przerwą między nimi od około minuty do milisekund. Co ważniejsze, fizyka dyktuje lukę ma być szybkim. Pole magnetyczne, które napędza fale radiowe, jest generowane przez obrót gwiazdy. Jeśli zacznie wirować zbyt wolno, pole magnetyczne spadnie do punktu, w którym nie będzie już w stanie generować znacznych emisji radiowych. Innymi słowy, jeśli zwalnia, robi się ciemno, dlatego nie widzimy, aby któryś z nich potrzebował więcej niż minutę między impulsami.

Ale to nie wyklucza gwiazd neutronowych. Inną opcją, która je obejmuje, jest magnetar, który jest gwiazdą neutronową z intensywnym polem magnetycznym, które jest podatne na energetyczne eksplozje. Ale te eksplozje generują również bardziej energetyczne fotony, a naukowcy zbadali miejsce GPM J1839-10 za pomocą teleskopu rentgenowskiego i nic nie zauważyli. Dodatkowo uważa się, że magnetary wirują szybciej niż wskazuje 22-minutowa przerwa, więc prawdopodobnie też tam są.

Inną alternatywą jest biały karzeł z niezwykle silnym polem magnetycznym. Są to znacznie większe obiekty i dlatego ich obrót trwa znacznie dłużej niż w przypadku gwiazdy neutronowej. Ale obserwowaliśmy ich tysiące w Drodze Mlecznej i nigdy nie widzieliśmy czegoś takiego. Tylko jeden ma okresowe emisje i wytwarza znacznie mniej energii niż GPM J1839–10.

Nawet jeśli rozszerzymy listę możliwych źródeł o inne organizmy, których nie rozumiemy, nadal nie jesteśmy w stanie. Ten sam zespół kilka lat wcześniej zidentyfikował powolny nadajnik radiowy, GLEAM-X J162759.5-523504.3. Ale pozostał aktywny przez około dwa miesiące, zanim zniknął z pola widzenia – co jest dalekie od 35 lat, w których eksplodował GPM J1839-10.

Co teraz?

Tak więc, biorąc pod uwagę, że każde możliwe wyjaśnienie jest szokujące, dokąd zmierzamy? Dobrą wiadomością jest to, że te rzeczy będą tak trudne do wykrycia, że ​​może być wiele rzeczy, które przeoczyliśmy. Zła wiadomość jest taka, że ​​nadal mogą być trudne do wykrycia. Długość plusku — do 300 sekund — i przerwa między seriami oznaczają, że notatki o krótkim tempie mogą albo widzieć coś przez cały czas, albo całkowicie to przegapić.

Naprawdę potrzebujemy, aby urządzenia wpatrywały się w jeden obszar przestrzeni przez pół godziny lub dłużej i aby spojrzenia były podzielone na wielokrotne ekspozycje, aby mieć pewność, że uchwycimy to zarówno z włączeniem, jak i wyłączeniem. Wiąże się to ze znacznym zaangażowaniem w sprzęt.

W międzyczasie możemy zawęzić lokalizację GPM J1839-10, aby sprawdzić, czy jest tam coś interesującego na innych długościach fal. Ponieważ znajduje się to w płaszczyźnie galaktycznej, byłoby to również wyzwaniem.

Przyroda, 2023. DOI: 10.1038 / s41586-023-06202-5 (o DOI).