تكرار رشقات نارية مكثفة ببطء موجات الراديو من الفضاء حيرت علماء الفلك منذ اكتشافها عام 2022.
في بحث جديدلقد قمنا لأول مرة بتتبع إحدى هذه الإشارات النابضة حتى مصدرها: نوع شائع من النجوم خفيفة الوزن يسمى القزم الأحمر، ومن المحتمل أن يكون في مدار ثنائي مع قزم أبيض، وهو قلب نجم آخر انفجر منذ فترة طويلة.
سر ينبض ببطء
في عام 2022، صنع فريقنا اكتشاف مذهل: نبضات راديوية دورية تتكرر كل 18 دقيقة، منبعثة من الفضاء. نبضات تفوق كل شيء قريب، تومض ببراعة لمدة ثلاثة أشهر، ثم اختفى.
نحن نعلم أن بعض إشارات الراديو المتكررة تأتي من نوع ما نجم نيوتروني يسمى النجم النابض الراديوي، والذي يدور بسرعة (عادةً مرة واحدة في الثانية أو أسرع)، ويبث موجات الراديو مثل المنارة. المشكلة هي أن نظرياتنا الحالية تقول إن النجم النابض يدور مرة واحدة فقط كل 18 دقيقة لا إنتاج موجات الراديو.
لذلك اعتقدنا أن اكتشافنا في عام 2022 يمكن أن يشير إلى فيزياء جديدة ومثيرة – أو يساعد في تفسير كيفية إصدار النجوم النابضة للإشعاع، والذي على الرغم من 50 عامًا من البحث لا يزال غير مفهوم جيدًا.
المزيد من مصادر الراديو الوامضة ببطء تم اكتشافها منذ ذلك الحين. يوجد الآن حوالي عشرة “عابرين راديويين طويلي الأمد” معروفين.
ومع ذلك، فإن مجرد العثور على المزيد لم يكن كافيًا لحل اللغز.
البحث في ضواحي المجرة
حتى الآن، تم العثور على كل واحد من هذه المصادر في أعماق قلب العالم درب التبانة.
وهذا يجعل من الصعب للغاية معرفة نوع النجم أو الجسم الذي ينتج موجات الراديو، لأن هناك آلاف النجوم في منطقة صغيرة. يمكن أن يكون أي واحد منهم مسؤولاً عن الإشارة، أو لا أحد منهم.
لذلك، بدأنا حملة لمسح السماء باستخدام مصفوفة مورشيسون وايدفيلد تلسكوب راديوي في غرب أستراليا يمكنه مراقبة 1000 درجة مربعة من السماء كل دقيقة. قام Csanád Horváth، وهو طالب جامعي في جامعة كيرتن، بمعالجة البيانات التي تغطي نصف السماء، بحثًا عن هذه الإشارات المراوغة في المناطق ذات الكثافة السكانية المنخفضة في السماء. درب التبانة.
وبالتأكيد وجدنا مصدرًا جديدًا! يُطلق عليه اسم GLEAM-X J0704-37، وينتج نبضات من موجات الراديو مدتها دقيقة واحدة، تمامًا مثل الموجات الراديوية العابرة الأخرى طويلة المدى. ومع ذلك، فإن هذه النبضات تتكرر مرة واحدة فقط كل 2.9 ساعة، مما يجعلها أبطأ فترة انتقالية راديوية طويلة يتم اكتشافها حتى الآن.
من أين تأتي موجات الراديو؟
أجرينا ملاحظات المتابعة مع تلسكوب ميركات في جنوب أفريقيا، التلسكوب الراديوي الأكثر حساسية في نصف الكرة الجنوبي. وقد حددت هذه الموجات موقع موجات الراديو بدقة: كانت قادمة من نجم قزم أحمر. هذه النجوم شائعة بشكل لا يصدق، إذ تشكل 70% من النجوم في درب التبانة، لكنها خافتة جدًا بحيث لا يمكن رؤية أي منها بالعين المجردة.
ومن خلال الجمع بين الملاحظات التاريخية من مصفوفة Murchison Widefield Array وبيانات المراقبة الجديدة من MeerKAT، وجدنا أن النبضات تصل في وقت مبكر قليلاً وفي وقت لاحق قليلاً في نمط متكرر. يشير هذا على الأرجح إلى أن باعث الراديو ليس القزم الأحمر نفسه، بل هو جسم غير مرئي في مدار ثنائي معه.
بناءً على الدراسات السابقة لتطور النجوم، نعتقد أن هذا الباعث الراديوي غير المرئي من المرجح أن يكون قزمًا أبيض، وهو نقطة النهاية النهائية للنجوم الصغيرة والمتوسطة الحجم مثل شمسنا. لو كان نجمًا نيوترونيًا أو ثقبًا أسود، لكان الانفجار الذي خلقه كبيرًا جدًا لدرجة أنه كان ينبغي أن يعطل المدار.
يتطلب رقصة التانغو شخصين
فكيف يقوم القزم الأحمر والقزم الأبيض بتوليد إشارة راديوية؟
من المحتمل أن يُنتج القزم الأحمر رياحًا نجمية من الجسيمات المشحونة، تمامًا كما تفعل شمسنا. عندما تضرب الرياح المجال المغناطيسي للقزم الأبيض، فإنها تتسارع، وتنتج موجات الراديو.
قد يكون هذا مشابهًا لكيفية تفاعل الرياح النجمية للشمس مع المجال المغناطيسي للأرض لإنتاج صور جميلة أورورا، وأيضا موجات الراديو ذات التردد المنخفض.
نحن نعرف بالفعل بعض الأنظمة مثل هذا، مثل منحوتات AR، حيث تشير الاختلافات في سطوع القزم الأحمر إلى أن القزم الأبيض المرافق يضربه بحزمة قوية من موجات الراديو كل دقيقتين. لا يوجد أي من هذه الأنظمة ساطع أو بطيء مثل الأنظمة الراديوية العابرة لفترة طويلة، ولكن ربما عندما نجد المزيد من الأمثلة، سنعمل على وضع نموذج فيزيائي موحد يشرحها جميعًا.
ومن ناحية أخرى، قد يكون هناك كثير مختلف أنواع من الأنظمة التي يمكنها إنتاج نبضات راديوية طويلة الأمد.
وفي كلتا الحالتين، تعلمنا قوة توقع ما هو غير متوقع، وسنستمر في مسح السماء لحل هذا اللغز الكوني.
أعيد نشر هذه المقالة المحررة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. اقرأ المادة الأصلية.
